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Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einer in einem Aufnahmeteil drehbar untergebrachten Kugel eines Kugelzapfens, dessen Zapfenachse bezüglich einer Axialachse des Aufnahmeteils über einen vorgegebenen Raumwinkelbereich verschwenkbar ist, und mit einer radial zu der Axialachse gesehen zwischen der Kugel und dem Aufnahmeteil angeordneten und sich an dem Aufnahmeteil abstützenden elastischen Lagerschale mit einem axial gesehen zu einer Seite des Äquators der Kugel gelegenen Lagerbereich und einem zur anderen Seite des Äquators gelegenen anderen Lagerbereich, sowie mit einem eine axiale Öffnung des Aufnahmeteils wenigstens teilweise, insbesondere vollständig verschließenden Verschlussteil.
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Kugelgelenke kommen im Stand der Technik bekannterweise in zahlreichen Varianten zur Ausführung, wo zwei Bauteile einer beliebigen Anwendung, etwa auch im Fahrzeugbau, in drei Dimensionen gelenkig miteinander gekoppelt werden. Hierzu weist ein Bauteil typischerweise eine Aufnahme auf, in der die Kugel eines Kugelzapfens eines Kugelgelenks untergebracht ist, dessen Zapfenbereich dann mit dem anderen Bauteil verbunden ist. Die (Gelenk-)Kugel ist dabei unter mehr oder weniger komplex gestalteten Lageranordnungen und/oder Einsätzen in der Aufnahme untergebracht, welche ihrerseits in mannigfaltigen Varianten auftreten, etwa eine nicht-elastische Lagerung, beispielsweise zur Einstellung fester Reibwerte über unterschiedlich tief eingeschraubte Einsätze, oder auch elastische Lageranordnungen.
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Ein Beispiel für eine aus dem Stand der Technik bekannte gattungsgemäße elastische Lagerschale ist in 6 dieser Anmeldung wiedergegeben. Die darin gezeigte Lagerschale 400 weist einen Innenraum auf, in dem die Kugel des Kugelgelenks dann gelagert wird und der sich über einen Polarwinkel von mehr als 90° erstreckt, die Kugel also in der unteren Hemisphäre und über den Äquator hinaus z.T. auch in der oberen Hemisphäre aufnimmt. Hierzu weist die Lagerschale wenigstens einen Schlitz 401 auf, um die Kugel darin einzubringen, ohne die Hülle der Lagerschale übermäßig zu dehnen. Diese Lagerschale 400 könnte mit dem darin bereits eingebrachten Kugelzapfen in eine Aufnahme eines Gehäuses aufgenommen und mittels eines Flansches 437 positioniert werden, über den auch eine Befestigung der Lagerschale 400 im Gehäuse erfolgen könnte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk der eingangs genannten Art hinsichtlich einer zufriedenstellenden Kombination aus hoher Belastbarkeit und kompaktem Aufbau weiterzubilden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Weiterbildung eines Kugelgelenks der eingangs genannten Art, die alle Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
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Durch die Vorspannung der Lagerbereiche bei der Montage des Kugelgelenks ergibt sich eine höhere Belastbarkeit, da eine Belastung nicht bei unbelastetem Zustand im Bereich nahe Null der Spannungs-Dehnungskurven des elastischen Materials ansetzt, sondern bereits im verformten und somit unter Vorspannung stehenden Material. Die Kugel, die Lagerschale und die Begrenzung der Aufnahme sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass eine enge Begrenzung der Lagerschale im montierten Zustand vorliegt und eine Verformungsbewegung der Lagerschale bzw. ihrer Lagerbereiche durch die Geometrie des Kugelgelenks geführt wird. Durch den Aufbau tangentialer elastischer Spannungen (tangential (überwiegend/im Wesentlichen) entlang der Längenkreise (axial)) in den Lagerbereichen ergibt sich, dass das Kugelgelenksystem insgesamt unter einer Vorspannung steht. Diese kann auch radiale Haltewirkung auf die Gelenkkugel haben. Eine plastische Verformung der Lagerbereiche wird durch den mit der Vorspannung erzeugten hydrostatischen Spannungsdruck eingeschränkt. Aufgrund der Vorspannung wird zudem ein zu lockeres Halten der Kugel in der Lagerschale vermieden.
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Im montierten Zustand überstreicht der Bereich zwischen den polnahen Rändern der Lagerbereiche bevorzugt einen Polarwinkelbereich von wenigstens 30°, bevorzugt wenigstens 40°, oder auch mehr als 50°, wobei zwischen den Lagerschalenbereichen im unbelasteten Zustand ein Freiraum (Spalt) gebildet ist, der sich bei der Montage zum Teil oder ganz schließen kann. In bezüglich der Kugel Radialrichtung ist eine elastische (kompressive) Verformung von bevorzugt wenigstens 1% vorgesehen, bevorzugt wenigstens 1,5% oder auch 2%. Es wird jedoch bevorzugt, dass diese radiale elastische Verformung nicht mehr als 4% beträgt, weiter bevorzugt nicht mehr als 3,5%, auch nicht mehr als 3%. Diese Prozentwerte sind als arithmetischer Mittelwert gemittelt über die von den Lagerbereichen überstrichenen Raumwinkelbereiche zu verstehen. Im Übrigen wird es bevorzugt, dass die Vorspannung derart eingestellt wird, dass ein ggf. nicht zu vermeidender plastischer Anteil der Verformung für mehr als 2/3 des Schalenvolumens die anfängliche elastische Verformung nicht übersteigt.
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Die bezüglich der Axialachse axialen Richtungskomponenten der Verformungsbewegung aufgrund der von der Axialbewegung eingeleiteten Kräfte sind einander in einander zugewandten Randbereichen der elastischen Lagerbereiche entgegengerichtet und die zugehörigen Kräfte unterscheiden sich quantitativ bevorzugt um nicht mehr als 20%. Aufgrund der bevorzugten symmetrischen Gestaltung (Drehsymmetrie bezüglich der Axialachse der Aufnahme, die eine Symmetrieachse der Aufnahme darstellt) ist die effektive Haltekrafteinwirkung bevorzugt überwiegend und im Wesentlichen radial.
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In einer bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass die Vorspannung der Lagerbereiche aus einer überwiegend axialen Kraftbeaufschlagung des einen Lagerbereichs durch eine gegenüber dem Aufnahmeteil axiale Relativbewegung des Verschlussteils bei Montage des Kugelgelenks während eines Gegenhaltens des anderen Lagerbereichs mit insbesondere überwiegend axialer Gegenkraft insbesondere unmittelbar durch das Aufnahmeteil resultiert. Dies erlaubt einen im Wesentlichen symmetrisch verteilten Spannungsaufbau in den beiden Lagerbereichen. Die Axialbewegung des Verschlussteils bewirkt darüber auch eine Axialbewegung des Kugelzapfens bis zur Montageendstellung.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass beide Lagerbereiche Axialabschnitte aufweisen, innerhalb der sämtliche durch das Kugelgelenk gehende, bezüglich der Axialachse, Radialschnitte frei von dem Verschlussteil sind. Dies erhöht die Kompaktheit der Anordnung. Insbesondere ist vorgesehen, auf zusätzliche Einsätze jeglicher Art vollständig zu verzichten, das Verschlussteil dient der Kraft-/Spannungsbeaufschlagung der Lagerschale bei Montage, wenngleich (siehe unten) durchaus abgestufte Anschläge zur Lagerschale vorgesehen sein können, um die Verformungsbewegung der Lagerschale zu führen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Axialbewegung eine reine Axialbewegung ohne gewindegeführte Schraubbewegung ist. Dies vereinfacht zum einen den Aufbau und begünstigt das Einbringen der Kraft/Spannung bei der Montage.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Aufnahmeteil durch ein Kugelgelenkgehäuse gebildet ist, welche das Verschlussteil in Projektion orthogonal zur Axialachse gesehen vollständig umgibt. Dies erhöht die Stabilität und strukturelle Integrität des Kugelgelenks.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verschlussteil durch einen nach seiner Axialbewegung umgebogenen Haltebereich des Aufnahmeteils fixiert ist und an seiner dem Haltebereich entgegengesetzten Seite mit einem Flanschbereich an einem Anschlag des Aufnahmeteils anliegt. Der Haltebereich ist bevorzugt Teil eines umlaufenden Bundes/Umbördelung, der bei Montage radial nach innen gebogen/eingerollt wird, um den Flansch des Verschlussteils sandwichartig umgebend einzuklemmen und dadurch zu fixieren. Auf diese Weise wird eine einfache Fixierung ermöglicht, mit einem durch die Anschläge fest definierten Montagepunkt und dadurch vorab festgelegter Axialendposition des Verschlussteils.
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In einer weiteren bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass der eine und/oder andere Lagerbereich der Kugel zugewandte sphärisch geformte Innenflächen aufweist/aufweisen, deren Krümmungsradius im kraftunbelasteten Zustand insbesondere geringer ist als der Radius der Kugel. Dies begünstigt die tangentiale Verformungsbewegung der Lagerbereiche um die Kugel bei der Montage. Das System ist dabei derart aufeinander abgestimmt, dass im Montagezustand eine gleichmäßige Anlage erfolgt und die Krümmung der Innenfläche mit der Kugel im montierten Zustand im Wesentlichen übereinstimmt.
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In einer weiteren bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass der eine und/oder andere Lagerbereich an seiner der Kugel abgewandten Seite eine insbesondere zylindrisch gebildete Außenfläche aufweist, die insbesondere unmittelbar an dem Aufnahmeteil anliegt. Dies erhöht die Kompaktheit und Einfachheit des Kugelgelenks und sorgt für eine definierte Krafteinleitung in die abstützenden zentralen Begrenzungen der Aufnahme unter geringen bis verschwindenden Axialkräften.
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In einer weiteren bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass ein von der Mitte der Kugel wegweisender Verbindungsbereich zwischen Innen- und Außenfläche des einen und/oder anderen Lagerbereichs zwei gegeneinander durch eine Stufe abgestufte Anschläge aufweist. Durch Aufspaltung der Anschläge mittels der Abstufung kann die Verformung bzw. Verformbewegung der Lagerbereiche geeignet geführt werden. Eine Radialabmessung des radial inneren Anschlags ist bevorzugt wenigstens so groß wie die des radial äußeren Anschlags, bevorzugt wenigstens 1,5x so groß, sogar wenigstens 2x so groß.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verschlussteil eine komplementär zur Stufe ausgebildete Stufe und/oder das Aufnahmeteil an seiner der Öffnung entgegengesetzten axialen Seite eine komplementär zur Stufe ausgebildete Stufe aufweist. Durch diese Komplementarität/Konjugiertheit der Stufenbereiche erfolgt die enge Begrenzung des den Lagerbereichen für ihre finale Form im vorgespannten Zustand zugänglichen Raumbereich und begünstigt die tangentiale elastische Verformung jedenfalls der radial nahe der Kugeloberfläche gelegenen Bereiche. Aufgrund der bevorzugt im Wesentlichen symmetrische Gestaltung erfolgt der Aufbau der Vorspannung im Wesentlichen gleichmäßig, und trotz einer bevorzugten zylindrischen Gestaltung einer Innenwand des Aufnahmeteils wird ein größerer radial zur Kugel gesehen Dickenunterschied auch des Lagerbereichs in der dem Verschlussteil zugewandten Hemisphäre vermieden. Die Komplementarität/Konjugiertheit bedingt jedoch nicht eine gleiche Stufenhöhe in Umfangsrichtung gemessen - diese kann im Aufnahmeteil und/oder im Verschlussteil größer ausgebildet sein als an den Lagerbereichen im unbelasteten Zustand, so dass im unbelasteten Zustand noch Spalte zwischen den radial innenliegenden einander zugewandten Flächen der Lagerbereiche einerseits und dem Aufnahmeteil bzw. Verschlussteil andererseits gebildet sein können, die sich während der Axialbewegung bei der Montage aufgrund der Verformung der elastischen Lagerbereiche schließen können.
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Grundsätzlich könnten die beiden Lagerbereiche, etwa durch lose Stegverbindungen, noch miteinander verbunden sein, in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Lagerbereiche jedoch durch zwei separate Schalenteile gebildet. Die Lagerschale ist dann zweiteilig mit einer Lagerschale/einem Schalenteil für die obere und einer für die untere Hemisphäre, wobei die einander zugewandten Lagerschalenränder sich im montierten Zustand bis hin zur Äquatorebene erstrecken und einander kontaktieren können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schalenteile von gleicher Form und/oder von gleichem Material sind. Dies fördert die symmetrische Verteilung der Vorspannung in/auf die Lagerschalen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Material der Lagerbereiche überwiegend, bevorzugt zu wenigstens 80% und insbesondere vollständig aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, insbesondere Polyoxymethylen. Das E-Modul soll bevorzugt wenigstens 2000 MPa betragen (DIN ISO527). In einer bevorzugten Gestaltung werden die Lagerschalen (Schalenteile) durch ein Spritzgussverfahren (injection molding) hergestellt. Die Erfindung betrifft auch ein Set aus zwei gemäß den obigen Aspekten gebildeten Lagerschalen eines von der Erfindung bereitgestellten Kugelgelenks.
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Des Weiteren wird von der Erfindung eine Vorrichtung unter Schutz gestellt, insbesondere ein Fahrzeug-Bauteil oder Fahrzeug, mit zwei über ein Kugelgelenk gelenkig gekoppelten Teilen, bei der das Kugelgelenk nach einem der oben erläuterten Ausgestaltungen ausgebildet ist.
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In verfahrenstechnischer Hinsicht stellt die Erfindung unter Schutz ein Verfahren zur Montage eines Kugelgelenks nach einem der obigen Aspekte, bei dem der andere Lagerbereich, der Kugelzapfen und der eine Lagerbereich durch die Öffnung in eine Aufnahme des Aufnahmeteils eingebracht werden, zwischen den Lagerbereichen im noch kraftunbelasteten Zustand ein Ringspalt gebildet und zwischen einer Anlagefläche des Verschlussteils und einer Gegenanlagefläche des Aufnahmeteils ein Ringspalt gebildet ist, und bei dem der Ringspalt durch eine axiale Relativbewegung des Verschlussteils gegenüber dem Aufnahmeteil geschlossen und dadurch der Vorspannmechanismus aktiviert wird, indem die Lagerbereiche aus ihrer kraftunbelasteten Form zu ihrer im montierten Zustand eingenommenen Form deformiert werden.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Montageverfahrens ergeben sich aus der obigen Beschreibung mit Bezug auf das montierte Kugelgelenk.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren, von denen
- 1 ein Kugelgelenk in einem montierten Zustand im Axialschnitt zeigt,
- 2 das Kugelgelenk in einem Montage-Zwischenzustand im Axialschnitt zeigt,
- 3 zwei Lagerschalen einer Lagerschalenanordnung sowie ein Verschlussteil des Kugelgelenks von 1 im Axialschnitt zeigt,
- 4 einen Bereich eines Gehäuses des Kugelgelenks von 1 in einem Axialschnitt zeigt,
- 5 die Bestandteile des Kugelgelenks von 1 in einer Montageanordnung im Axialschnitt zeigt, und
- 6 eine aus dem Stand der Technik bekannte Lagerschale für ein Kugelgelenk zeigt.
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Bei dem in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Kugel 11 eines Kugelzapfens 10 in einer Aufnahme 21 (4) eines Aufnahmeteils 20 angeordnet, welches in diesem Beispiel integraler Bestandteil eines Gehäuses für das Kugelgelenk ist. In 1 ist der Kugelzapfen 10 in einer nicht ausgelenkten Darstellung mit seiner Kugel 11 in der Aufnahme 21 gezeigt, bei der die Zapfenachse X10 des Zapfenbereichs 12 des Kugelzapfens 10 mit der Axialachse X der Aufnahme 21 zusammenfällt. Das Kugelgelenk hat in diesem Ausführungsbeispiel einen Drehfreiheitsgrad für eine Drehung φ des Kugelzapfens um seine Kugelzapfenachse X10. Zudem ist die Kugelzapfenachse X10 aus ihrer symmetrischen Lage gegenüber der Axialachse X mit Schwenkwinkel 8 verschwenkbar (Die gestrichelte Achse X10' in 1 deutet eine solche verschwenkte Lage des Kugelzapfens an). Durch diesen Dreh- und Schwenkfreiheitsgrad ist der Kugelzapfen über einen Raumwinkelbereich positionierbar.
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Zur Seite einer Einführöffnung 26 (4) des Aufnahmeteils 20 ist die bestehende Durchgangsöffnung durch das Aufnahmeteil 20 von einem Verschlussteil 30 verschlossen. Bezüglich der Axialachse X radial sind zwischen der Kugel 11 und einer in diesem Ausführungsbeispiel zylindrischen Innenwand 22 des Aufnahmeteils 20 eine erste zapfennahe Lagerschale 40a und eine zweite zapfenferne Lagerschale 40b angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Lagerschale 40 somit aus zwei vollständig getrennten Lagerschalen 40a, 40b gebildet.
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Für die nachfolgende Beschreibung der Lagerschalen 40a, 40b bezieht sich der Äquator bzw. die Äquatorebene auf die Ebene durch den Mittelpunkt der Kugel 11 orthogonal zur Axialachse X. Die erste Lagerschale 40a ist im montierten Zustand in der Bildebene von 1 oberhalb des Äquators (obere Hemisphäre) angeordnet und könnte im montierten Zustand bis hin zur Äquatorebene reichen. Die zweite Lagerschale 40b ist unterhalb der Äquatorebene (untere Hemisphäre) angeordnet und könnte im Montagezustand bis zur Äquatorebene reichen.
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Die Lagerschalen 40a, 40b weisen bezüglich der Axialachse X in diesem Ausführungsbeispiel eine drehsymmetrische Form auf, und sind in diesem Ausführungsbeispiel zudem gleich gebildet, d.h. die Lagerschalen 40a, 40b unterscheiden sich nicht in ihrer Form, sondern (3) nur in ihrer Orientierung oben-unten bezüglich der Axialachse X. Die folgende Beschreibung einer Lagerschale 40a, 40b gilt entsprechend auch für die andere.
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Die Lagerschale 40a weist eine der Kugel 11 zugewandte sphärische Innenfläche 41 auf. Im unbelasteten Zustand ist der Krümmungsradius geringer als der der Kugel 11. Durch das Verformen der Lagerschale 40a vom unbelasteten Zustand im Rahmen des zwischen der Anordnung von 2 und der Anordnung von 1 erfolgenden Montageschritts dehnt sich die Lagerschale 40a tangential über die Kugel 11 und ihre Innenseite 41 kommt zur Anlage an der Kugel 11. An ihrer radial äußeren, der Kugel 11 abgewandten Seite ist die Lagerschale 40a zylindrisch mit Zylinderfläche 42 ausgebildet, die sich im montierten Zustand (1) direkt an der Innenfläche 22 des Aufnahmeteils 20 abstützt.
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Der Übergang von der zylindrischen Außenfläche 42 zur sphärischen Innenfläche 41 der Lagerschale 40a an der Kugelmittelpunkt-fernen Seite ist in diesem Ausführungsbeispiel zweistufig gestaltet, und bildet einen inneren Anschlag 43 und äußeren Anschlag 45. Der äußere Anschlag 45 schlägt an einem Anschlag 25 des Aufnahmeteils 20 an und verläuft im Wesentlichen in einer Ebene orthogonal zur Axialachse X. Der innere Anschlag 43 schlägt im montierten Zustand (1) an einem Anschlag 22 des Aufnahmeteils 20 an. Zwischen den Anschlägen 45 und 43 ist eine Stufe 44 ausgebildet. Die Anschläge 25 bzw. 23 sind durch weiter nach innen ragende Ringflansche des Aufnahmeteils 20 gebildet. Die entsprechenden Anschläge für die untere Lagerschale 40b bildet für den äußeren Anschlag 45 die Außenkontur 35 eines nahen Bereichs 31 des Verschlussteils 30. Für den inneren Anschlag 43 dient die diesem zugewandte Ringfläche 33 eines nach innen ragenden Flansches des Verschlussteils 30 als Gegenanlagefläche. Die flächige Anlage der Anlagen 43/23 bzw. 43/33 sind im Axialschnitt bevorzugt konisch gebildet.
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Auf diese Weise bilden die Oberfläche der Kugel 11 auf der einen Seite sowie die Innenfläche 22 sowie die Anschläge 23 und 25 und der zwischen diesen liegende Abschnitt 24 des Aufnahmeteils 20 auf der anderen Seite nach oben und die diesen entsprechenden Anschläge 33 und 35 sowie der dazwischenliegende Bereich 34 des Verschlussteils 30 eine Begrenzung für den den beiden Lagerschalen 40a, 40b im Montagezustand zur Verfügung stehenden Raum.
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Dieser Raum wird von den Lagerschalen 40a, 40b jedoch im spannungsfreien (kraftunbelasteten) Zustand noch nicht in dem Maße eingenommen wie im montierten Zustand (1). Erst durch axiales Andrücken des Verschlussteils 30, bei dem ein im noch nicht belasteten Zustand (2) bestehender Ringspalt 88 zwischen den einander zugewandten Ringflächen 28 des Aufnahmeteils 20 und 38 des Verschlussteils 30 geschlossen wird und diese Flächen 38 und 28 dann aneinander anliegen (Montagezustand 1), vergrößert sich unter Verformung der Lagerschalen 40a, 40b unter Ausnutzung des zur Deformation zur Verfügung stehenden Raums die Kontaktfläche zwischen den Innenflächen 41 der Lagerschalen und der Kugel 11. Zudem wird unter der Spannungseinwirkung bei Endmontage des Verschlussteils 30 eine radial wirkende Vorspannung der Lagerschalen 40a, 40b erzeugt. Diese liegen somit nicht mehr wie in 2 in spannungs-/kraftfreier Form vor, sondern im Montagezustand (1) vorgespannt.
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Das Verschließen der Aufnahme 21 mit dem Verschlussteil 30, d.h. der letzte Montageschritt zwischen der in 2 gezeigten und der in 1 gezeigten Anordnung erfolgt durch Umbiegen eines Bördelrandes im untersten Teil eines Flanschbereiches 27 des Aufnahmeteils (Gehäusebereichs) 20 unter Anschlag der Flächen 38 und 28, so dass der Flanschbereich 37 des Verschlussteils 30 zwischen den Ringflächen 28 und der vom umgebogenen Bördelrand 29 gebildeten Fläche sandwichartig umgeben fixiert ist. Bei diesem Montageschritt kann sich auch ein Ringspalt 66, der im spannungsfreien Zustand (2) zwischen den Lagerschalen 40a, 40b bzw. ihrem Kugelkern-nahen Übergangsbereich und zwischen ihrer Innen- und Außenfläche 41, 42 gebildet ist, teilweise bis hin zu vollständig schließen.
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Die Montage des Kugelgelenks 100 erfolgt z.B. wie anhand der in 5 gezeigten Anordnung ersichtlich. Die obere Lagerschale 40a wird durch die Einführöffnung 26 in die Aufnahme 21 eingeführt und kommt mit ihrer Ringfläche 45 in Anlage mit der Ringflanschfläche 25 des Aufnahmeteils 20. Sie bildet bei der Einführung des Kugelzapfens 10 mit der Zapfenseite voran die Lagerschale in der oberen Hemisphäre, wohingegen die untere Lagerschale 40b die untere Hemisphäre lagert. Wird das Verschlussteil 30 eingeführt, bis dessen Randfläche 35 in Kontakt mit der Ringfläche 45 der unteren Lagerschale 40b kommt, ist der in 2 dargestellte spannungsfreie Zustand gegeben. Das weitere axiale Einführen des Verschlussteils 30 bis hin zum Anschlag der Ringflanschfläche 38 an der Ringflanschfläche 28 des Aufnahmeteils 20 sorgt für die (elastische) Verformung der Lagerschalen 40a, 40b unter Aufbau einer tangentialen Vorspannung der Lagerschalen mit an der Grenzfläche zur Kugel 11 radial wirkenden Haltekraft. Die Oberfläche der Kugel 11 sowie die Flächen 34 des Verschlussteils 30 und 24 des Aufnahmeteils 20 bilden dabei Führungsflächen für die Verformungsbewegung der Lagerschalen 40a, 40b für eine gezielte Verformung innerhalb des durch diese und die oben erläuterten Anschläge definierten Bereichs auf eine somit durch die Geometrie von Aufnahme 21, Verschlussteil 30 und Lagerschalen 40a, 40b im spannungsfreien Zustand definierten Geometrie des Kugellagers 100.
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Die elastischen Lagerschalen 40 a, b bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel aus POM (Polyoxymethylen/Polyacetal).
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Die durch den letzten Montageschritt in das System eingebrachten zunächst axialen Vorspannkräfte werden vom Verschlussteil 30 in die untere Schale 40b eingeleitet und über die Kugel 11 auch in die obere Kugelschale 40a geleitet. Aufgrund der ähnlichen und in dieser Ausführungsform sogar identischen Gestaltung des Übergangsbereichs zwischen innerer und äußerer Fläche 41, 42 der Lagerschale mit den Bereichen 43, 44 und 45 einerseits gehäuseseitig mit den Bereichen 25, 24, 23 und andererseits verschlussteilseitig mit den Bereichen 35, 34 und 33 ergibt sich eine bezüglich der beiden Lagerschalen 40a, 40b symmetrische Vorspannungsverteilung im Kugelgelenk 100.
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Der Außendurchmesser des nahen Bereichs 31 des Verschlussteils 30 passt zu dem Innendurchmesser der Innenwand 22 des Aufnahmeteils 20, der Außendurchmesser des Flansches 37 zu dem Innendurchmesser des aufgeweiteten Bereichs 27.
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Die weiteren in den 1, 2 und 5 dargestellten Bereiche oberhalb des Gehäusebereichs 20 umfassen typische Abdichtungen des Kugelgelenks, die dem Fachmann vertraut und an dieser Stelle nicht weiter erläutert werden.
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Einzelheiten und Merkmal der obigen Beschreibung mit Bezug auf das in den Figuren erläuterte Beispiel sind als beispielhafte Ausgestaltungen zu verstehen, die einer bevorzugten Realisierung der Erfindung entsprechen. Hinsichtlich geometrischer Einzelheiten ist die Erfindung jedoch nicht auf diese beschränkt. So könnte ein Mechanismus zum Schließen und Fixieren des Verschlussteils 30 anders gestaltet sein, die Lagerschalen müssten nicht zwingend vollständig getrennte Bauteile sein, solange sichergestellt ist, dass die Kraftübertragung beim Vorspannen der LagerschalenAnordnung von einem Bereich über die Kugel in den anderen Bereich erfolgt. So wird es in einem Bereich der oberen Lagerschale 40a eine Verformung mit Verformungsbewegungsrichtung mit Axialkomponente zur Seite der Einführöffnung 26 hin geben. Die zylindrische Gestaltung von Innenfläche 22 und Außenflächen 42 müsste ebenfalls nicht zwingend zylindrisch gestaltet sein, eine passende Formentsprechung wie etwa sphärisch oder konisch sollte dagegen gegeben sein.
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Somit können Merkmale der vorstehenden Beschreibung wie auch der nachstehenden Ansprüche einzeln oder in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
