DE102022001227B3 - Ball joint and method for its assembly - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung gehört zum Aufbau eines Kugelgelenks und beschreibt auch ein Verfahren für seine Herstellung.Bei diesem Kugelgelenk ist die Kugelschale (4) so konturiert, dass ihre zwei aus dem Gehäuse gegeneinander ragenden Enden (5) und (6) durch Anlegen auf dieselben eines Federrings (7) von einer Seite und eines Sicherungsrings von andere Seite (9) sie mit dem Gehäuse kraftschlüssig binden.Desweitern ist die Kugelschale (4) mit dem Kugelkopf (3) bei dem Verfahrensverlauf in eine separate Einheit verbunden, in der zwischen beiden eine präzise und gleichmäßige Gleitpassung entsteht, die eine hohe Zentrierbarkeit zwischen beiden, sicherstellt. Dies liegt daran, dass die Kugelschale den Mittelpunkt des Kugelkopfs mitbesitzt.The invention relates to the construction of a ball joint and also describes a method for its production. In this ball joint, the ball socket (4) is contoured in such a way that its two ends (5) and (6) projecting towards one another out of the housing by applying a spring ring to them (7) from one side and a circlip from the other side (9) bind them to the housing with a force fit. Furthermore, the ball shell (4) is connected to the ball head (3) in the course of the process in a separate unit, in which between the two a precise and uniform sliding fit is created, which ensures high centerability between the two. This is due to the fact that the ball shell also owns the center point of the ball head.

Description

Die Erfindung gehört zu einer Reihe der am häufigsten in verschiedenen Industriebereichen, wie bspw. im Maschinenbau, Werkzeugbau oder auch in der Kraftfahrzeugtechnik anwendbaren Kugelgelenken und denkt den Bedarf an Schaffung eines neuen Kugelgelenks, das mehr günstiger für die Herstellung und mehr effizienter für die Nutzung ist.The invention belongs to a series of ball joints that are most commonly used in various industrial sectors, such as mechanical engineering, toolmaking or even automotive technology, and considers the need to create a new ball joint that is more economical to manufacture and more efficient to use .

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, bei dem ein an einem Kugelzapfen geformte Kugelkopf gegen sein Herausfallen aus dem Gehäuse durch einen mit dem Gehäuse in kontaktstehenden Sicherungsring gesichert ist, und bei dem in eine im Gehäuse ausgebildete Ausnehmung ein Zentrierelement angeordnet ist, dessen Innenfläche den Kugelkopf gelenkig umfasst und dessen Außenfläche kontaktierbar mit der Sicherungsring ist und welches beim weiteren eine zentrale Lage des Kugelzapfens im Gehäuse sichert.The invention relates to a ball joint in which a ball head formed on a ball pivot is secured against falling out of the housing by a locking ring in contact with the housing, and in which a centering element is arranged in a recess formed in the housing, the inner surface of which articulates the ball head includes and whose outer surface can be contacted with the retaining ring and which further secures a central position of the ball pivot in the housing.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für die Montage eines Kugelgelenks, bei dem während der Vormontage ein überwiegendes Teil des Kugelgelenkskörpers bevorzugweise durch kalten Drücken aus einem aus dem Blech ausgestanzten Werkstück hergestellt wird.The invention also relates to a method for assembling a ball joint, in which, during the pre-assembly, a major part of the ball joint body is preferably produced by cold pressing from a workpiece stamped out of sheet metal.

Das Patent DE 659600 A offenbart ein Kugelgelenk, bei dem für das Ausfallen des Kugelkopfs aus einem Gehäuse ein in Kontakt mit dem Kugelkopf stehende Sicherungsring dient, der sich auf einem hakartig umgebogenen Ende eines das Gehäuse im Bereich seiner Kugelmitte umfassten Bügels abstützt.The patent DE 659600 A discloses a ball and socket joint in which a locking ring which is in contact with the ball head and is supported on a hook-like bent end of a bracket surrounding the housing in the region of its ball center is used to prevent the ball head from falling out of a housing.

Ebenso offenbart das Patent EP 0239757 A2 ein Kugelgelenk und ein Verfahren für seine Herstellung aus dem ein Kugelgelenk bekannt ist, bei welchem ein an einem Kugelzapfen geformter Kugelkopf gegen sein Herausfallen aus dem Gehäuse durch einen mit dem Gehäuse und mit dem Kugelkopf in kontaktstehenden Sicherungsring gesichert ist, und bei dem in einer im Gehäuse ausgebildeten Ausnehmung ein Zentrierelement angeordnet ist, dessen Innenfläche den Kugelkopf gelenkig umfasst und dessen Außenfläche kontaktierbar mit der Sicherungsring ist und welches beim weiteren eine zentrale Lage des Kugelzapfens im Gehäuse sichert.Likewise, the patent discloses EP0239757A2 a ball joint and a method for its production from which a ball joint is known, in which a ball head formed on a ball pivot is secured against falling out of the housing by a locking ring in contact with the housing and with the ball head, and in which in an im Housing formed recess a centering element is arranged, the inner surface of which comprises the ball head in an articulated manner and the outer surface of which can be contacted with the retaining ring and which further secures a central position of the ball pivot in the housing.

Die beiden bekannten Kugelgelenke sind mit ähnlichen Nachteile behaftet:

  • - der Sicherungsring kann bei der Zug oder bei einer mit solcher Komponente aufbringbaren Kraft auf den Kugelkopf klemmkeilartig auswirken. Dies Beeinträchtigt die Bewegung den Kugelkopf im Gehäuse;
  • - einen ringartigen Strichkontakt zwischen dem Sicherungsring und dem Kugelkopf kann der Sicherungsring aufgrund des großen Kontaktangriffsdrucks pro Längeneinheit seiner Berührungslinie mit dem Kugelkopf unerwünscht beschädigt werden:
  • - die Lage den Sicherungsring innerhalb des Gehäuses erschwert die Montage;
  • - das ein Paar das Kugelgelenk bildende Bauteile, nämlich die Kugel und die Kugelschale tragende Elemente (Gehäuse) sind in einzelnen auf den verschiedenen Maschinen und mit den verschiedenen Werkzeugen hergestellt. Als Folge davon können die Symmetrieachsen vom diesen Paar nach einer Montage des Kugelgelenks sich räumlich kreuzten- und/oder in verschiedenen Achsabstände vom nominalen Soll-Werten liegen.
The two known ball joints have similar disadvantages:
  • - the retaining ring can have a wedge-like effect on the ball head when it is pulled or when a force can be applied with such a component. This will affect the movement of the ball head in the housing;
  • - a ring-like line contact between the circlip and the ball head, the circlip can be undesirably damaged due to the large contact attack pressure per unit length of its line of contact with the ball head:
  • - the position of the circlip inside the housing complicates assembly;
  • - the components forming a pair of the ball joint, namely the ball and the ball socket bearing elements (housing) are made individually on the different machines and with the different tools. As a result, the symmetry axes of this pair may cross spatially after the ball joint has been installed and/or be at different axial distances from the nominal target values.

Dies wirkt negativ auf einer gleichmäßigen Bewegung den Kugelkopf bei seiner kugeligen Verbindung und beschränkt damit eine momentan exakte Positionierung des Kugelzapfens, was die Branchen seiner Anwendung begrenzt.This adversely affects smooth movement of the ball head in its spherical connection and thus limits instantaneous exact positioning of the ball stud, which limits the branches of its application.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2021 002 183 A1 beschreibt ein Verfahren für die Herstellung und Montage eines Kugelgelenks, bei dem während der Vormontage ein überwiegendes Teil des Kugelgelenkkörpers bevorzugweise durch kalten Drücken hergestellt wird und ein Werkstück für das Drücken aus einem Blech ausgestanzt ist, dessen Fertigung einen ersten Schritt mit dem die Vormontage beginnt, bildet.The disclosure document DE 10 2021 002 183 A1 describes a method for the production and assembly of a ball joint, in which during the pre-assembly a major part of the ball joint body is preferably produced by cold pressing and a workpiece for the pressing is stamped out of sheet metal, the production of which starts with a first step of the pre-assembly, forms.

Nachteilig ist dabei, dass bei dieser Verfahren der Kugelkopf abgesondert von der Kugelschalle gefertigt ist. Daraus ergibt sich unvermeidlich der Montagefertigungsfehler, der die Kupplungsqualität des Kugelgelenks singt, da damit die Haltung eines präzisen gleichmäßigen Abstands zwischen seinen wirkverbindenden konvex und konkav gewölbten Profile im Rahmen der bestimmten Toleranzwerte nicht möglich ist.The disadvantage here is that with this method, the ball head is manufactured separately from the ball socket. This inevitably results in the assembly manufacturing error, which sings the coupling quality of the ball joint, since it is not possible to maintain a precise uniform distance between its operatively connecting convex and concave profiles within the specified tolerance values.

Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, dass die Vormontage mit der Nachfertigung der Kugelschale nicht zeitlich zusammenfällt. Damit braucht man zahlreiche Personalmenge und erhebliche Zeit, was die Fertigung des Kugelgelenks kostenaufwändig macht.Another disadvantage of this method is that the pre-assembly does not coincide with the post-production of the ball shell. This requires a large number of people and considerable time, which makes the production of the ball joint expensive.

DE 10 2013 108 080 B4 offenbart ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. DE 10 2013 108 080 B4 discloses a ball joint for a motor vehicle having the features of the preamble of claim 1.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das bekannten Kugelgelenke und das Verfahren für ihre Herstellung so zu verbessern, das die Fertigung verbilligt und beschleunigt wird. Weiter soll die Qualität vollendet werden, um ihr Anwendungsraum zu erweitern.Object of the present invention is therefore to improve the known ball joints and the method for their production so that the Manufacturing is made cheaper and faster. Further, the quality is to be perfected in order to expand its application space.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Kugelgelenk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8.The present invention solves this problem with a ball joint having the features of claim 1 and a method having the features of claim 8.

Die das Kugelgelenk betreffende Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass die Gestaltung des Zentrierelements eine konkav-konvex ausgebildete Kugelschale darstellt, deren Außenfläche mit der Gehäuseausnehmung in eine stationäre Verbindung gebracht ist, während ihre gelenkige Verbindung unlösbar so ausgebildet ist, dass die Innenfläche der Kugelschale den Kugelkopf in einem Bereich in dem sein äußerster Kreis eingeschlossen ist umfasst, wobei die Kugelschale als Ganze zu einer Form konturiert ist, dass sie an ihrem aus dem Gehäuse nach oben ragenden verjüngten Bereich einen Hals aufweist und auf ihrem aus dem Gehäuse dem ersten gegenüberragenden Bereich einen Wandabschnitt aufweist, dessen ein Ende mit einer trichterförmigen Erweiterung ausgebildet ist, die nach außen hakartig umgebogen ist, um eine Abstützfläche für die Aufnahme des Sicherungsrings zu bilden.The object relating to the ball joint is achieved in connection with the preamble of claim 1 in that the design of the centering element represents a concave-convex ball shell, the outer surface of which is brought into a stationary connection with the housing recess, while its articulated connection is designed in such a way that it cannot be detached that the inner surface of the ball socket encompasses the ball head in an area in which its outermost circle is enclosed, the ball socket being contoured as a whole to a shape that it has a neck at its tapered portion projecting upwards from the housing and at its end the housing has a wall portion facing the first projecting portion, one end of which is formed with a funnel-shaped extension which is hooked outwardly to form a support surface for receiving the snap ring.

Dadurch wird erreicht, dass der Ausfall des Kugelzapfens aus dem Gehäuse so gesichert ist, dass die beiden über ihr hinausragenden Enden der Kugelschale angreifbar für den Sicherung- und Federring sind. Somit ergibt sich eine Voraussetzung für die Bildung eines Kraftschlusses in Verbindung der Kugelschale mit dem Gehäuse, der eine zentrale Lage der Kugelschale im Gehäuse sichert und der das Kugelgelenk als Ganzes gegen Wirkung von den auftretenden Kräften festhält.This ensures that the failure of the ball pivot from the housing is secured in such a way that the two ends of the ball socket projecting beyond it can be attacked by the securing and spring ring. This results in a prerequisite for the formation of a frictional connection in connection of the ball socket with the housing, which secures a central position of the ball socket in the housing and which holds the ball joint as a whole against the action of the forces that occur.

In Bezug auf diesen Vorteil kann die Montage bequemer durchgeführt werden und auch mitbestimmt ist, dass es sich positiv auf die Reduzierung des Gewichts und die Abmessungen des vorliegenden Kugelgelenks auswirkt. Damit erzielt man, dass es anordnbar an der kleinen und beengten Bauräume ist.In relation to this advantage, the assembly can be carried out more conveniently and it is also determined that it has a positive effect on reducing the weight and dimensions of the present ball joint. This means that it can be arranged in small and cramped spaces.

Der weitere Vorteil ist die höhere Haltbarkeit und Vereinfachung der Anordnung der Kugelgelenkbestandteile im Vergleich zu bekannten. Es liegt daran, dass ein großflächiger Kontakt des Sicherungsrings mit einem ihn hakartig umgebenden Lager von der Kugelschale den Flächendruck und damit der Verschleiß gemäßigt. Dazu trägt auch die Abgrenzung eines Kontakts des Kugelzapfenkopfs von dem Sicherungsring eine positive Wirkung bei, um die klemmbedrohliche Störung zu vermeiden.Another advantage is the higher durability and simplification of the arrangement of the ball joint components compared to known ones. This is due to the fact that a large-area contact of the circlip with a bearing of the spherical shell surrounding it like a hook moderates the surface pressure and thus the wear. The demarcation of a contact of the ball pivot head from the locking ring also has a positive effect in order to avoid the jamming-threatening malfunction.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 8 dadurch gelöst, dass die Vormontage so eingestellt ist, dass bei ihren Verlauf der Kopf des Kugelzapfens als ein Modell für die Nachbearbeitung der Kugelschale nach erstem Schritt zu ihrer ganzen Gestalt und gleich für die Herstellung einer unlösbaren Verbindung zwischen der Kugelschale und dem Kugelkopf des Kugelzapfens dient, wobei als ein Werkstück für das Drücken eine Scheibe mit einem mittig gekragten Hals dient und die endgültige Montage ein Einsetzen den Federring und folglich den Sicherungsring abschließt.The object relating to the method is achieved in connection with the preamble of claim 8 in that the pre-assembly is set in such a way that during its course the head of the ball pivot as a model for the post-processing of the ball shell after the first step to its full shape and immediately for serves to create an inseparable connection between the ball socket and the ball head of the ball stud, using a washer with a centrally collared neck as a workpiece for pressing, and the final assembly completing an insertion of the spring ring and consequently the locking ring.

Nach einem Konzept des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen nach einer Vormontage eine separate Einheit als Einzelbestandteil des Kugelgelenks zu bilden, bei dem der Kugelkopf vom Kugelzapfen in der Kugelschale mechanisch unlösbar aber schwenkbar und drehbar gehaltert wird.According to a concept of the method according to the invention, it is provided after pre-assembly to form a separate unit as an individual component of the ball joint, in which the ball head is held by the ball pivot in the ball shell in a mechanically non-detachable but pivotable and rotatable manner.

Hiermit ist entscheidend für die Lösung der Erfindungsaufgabe, dass der Kugelkopf als ein Modell für die Kugelschale ausgenutzt wird. Dadurch wird erreicht, dass nach einem Abschluss der Vormontage ein konkavgewölbtes Profil der Kugelschale mit dem konvexgewölbten Profil des Kugelkopfs formsynchronisiert wird und zu gleich die Kugelschale zu ihrer ganzen Gestalt konturierend wird.Hereby it is decisive for the solution of the task of the invention that the ball head is used as a model for the ball shell. This ensures that, after the pre-assembly has been completed, a concave profile of the ball socket is synchronized in shape with the convex profile of the ball head and at the same time the ball socket is contoured to its entire shape.

Aufgrund der Tatsache, dass die wirkverbindende rotationsymmetrische Profile auf einer dieselben Drehmaschine und mit gleichem Werkzeug vereint sind, stellt sich heraus, dass im Zusammenhang mit der Vormontage zwischen den Verbindungspartnern eine hochpräzise Zentrierbarkeit festgelegt wird. Dies liegt daran, dass der Kugelkopf und die Kugelschale den gleichen Mittelpunkt besitzen. Solche Gemeinsamkeit ist eine Folge davon, dass die Kugelschale den Mittelpunkt des Kugelkopfs mitbesitzt.Due to the fact that the effective connecting rotationally symmetrical profiles are combined on the same lathe and with the same tool, it turns out that in connection with the pre-assembly between the connection partners, a high-precision centerability is specified. This is because the ball head and the ball socket have the same center. Such commonality is a consequence of the fact that the spherical shell also owns the center point of the spherical head.

Dabei verläuft diese Bindung unter einer exakten Einhaltung eines erforderlichen Toleranzfeldes entsprechend der Gleitpassung, die im Wege und Druckkraft durch ein Computerprogramm elektronische aktiv steuerbar ist.In this case, this bond runs with exact compliance with a required tolerance field according to the sliding fit, which can be actively controlled electronically by a computer program in terms of path and compressive force.

Für die Vormontage ist eine technologische Vorrichtung vorgesehen, die für eine korrekte Orientierung und Haltung der für das Drücken zusammengefügten Parteien dient.A technological device is provided for pre-assembly, which serves for the correct orientation and posture of the parts assembled for pressing.

Dies hat den Vorteil, dass die Fertigung des erfindungsgemäßen Kugelgelenks in Großserienfertigung verwenden werden kann. Dadurch verbilligt man die Produktion.This has the advantage that the ball joint according to the invention can be mass-produced. This makes production cheaper.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen sind Jeweils in den Unteransprüchen enthalten.Further advantageous features and embodiments are contained in the dependent claims.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kugelgelenk weiter so konzipiert, dass es wegen seines kompakten und robusten Aufbaus sowie wegen seines leichten Gewichts praktisch unbegrenzt in verschiedenen Mechanismen platzsparend integrierbar ist. Insbesondere kann es bezüglich seiner Fähigkeit die Kugelflächen präzis zentrierbar zueinander einstellen weiter in einem Kreis von der z.B. Feinmechanik und Werkzeugbau, als eine Führungseinheit und auch in den justierbaren Geräten verbreitet werden.According to a preferred embodiment, the ball joint is also designed in such a way that it can be integrated into various mechanisms in a practically unlimited space-saving manner because of its compact and robust design and because of its light weight. In particular, due to its ability to precisely center the spherical surfaces to each other, it can be further used in a circle of e.g. precision mechanics and toolmaking, as a guide unit and also in adjustable devices.

Basierend auf dieser Fähigkeit des vorliegenden Kugelgelenks ist seine weitere Ausführungsform vorgeschlagen, bei dem Gehäuse selbst als ein Führungselement eines Säulengestells dienen kann.Based on this capability of the present ball joint, its further embodiment is proposed, in which the housing itself can serve as a guide element of a pillar frame.

Gemäß dieser Ausführungsform ist das Gehäuse des Kugelgelenks zylindrisch ausgebildet und einen Gleitkolben darstellt, welcher funktionalgezielt mit einer Führungshülse zusammengefügt ist. Damit entsteht eine Führungseinheit, die z.B. in Stanzwerkzeugen zur Bildung eines Säulengestells dienen kann. Dabei anordnet man das Kugelgelenk von dieser Ausführungsform, als ein Führungselement und die Führungshülse (18), als ein zweites mit dem ersten wirkverbindbares Führungselement auf den verschiedenen gegenüberstehenden Werkzeugteilen. So ist ein von den genannten Paar den Führungselementen mit dem bewegbaren Werkzeugteil und anderes mit dem stationären Werkzeugteil verbunden.According to this embodiment, the housing of the ball joint is cylindrical and represents a sliding piston, which is functionally specifically combined with a guide sleeve. This creates a guide unit that can be used, for example, in stamping tools to form a column frame. The ball joint of this embodiment is arranged as a guide element and the guide sleeve (18) as a second guide element that can be operatively connected to the first on the various opposing tool parts. Thus, one of said pair of guide elements is connected to the movable tool part and the other to the stationary tool part.

Somit werden die Fertigungsformfehler der ineinandergreifenden Werkzeugteile, wie einen Stempel und eine Matrize wegen ihrer gegeneinander präzisen Zentrierbarkeit, welche ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk in seiner Ausführungsform als eine Führungssäule gewährleistet, ausgeglichen.Thus, the manufacturing shape errors of the intermeshing tool parts, such as a punch and a die, are compensated because of their mutually precise centerability, which a ball joint according to the invention ensures in its embodiment as a guide column.

Weiterhin stellt diese erfindungsgemäße Erfindung auch ein Verfahren für die Herstellung eines Kugelgelenks zur Verfügung, das einfach realisierbar ist und dabei durch geringer Bedarf an Energie und die Zeit sowie an Personal kostensparend verläuft.Furthermore, this invention according to the invention also provides a method for the production of a ball and socket joint which is easy to implement and is cost-effective due to the low demand for energy and time as well as personnel.

Es wird dadurch erreicht, dass als ein Werkstück (19) für die Fertigung der Kugelschale eine vorzugweise auf einer Compoundstanze bei einem Arbeitshub der Presse aus einem Stallblech eine mit dem gekragten Hals ausgestanzte Scheibe dient.It is achieved in that a disk with a collared neck is preferably used as a workpiece (19) for the production of the spherical shell on a compound punch in one working stroke of the press.

Zudem ist die nachfolgende Vormontage des Kugelgelenks und der Nachfertigung der Kugelschalenkontur zeitlich abgestimmt. So sind diese beiden zusammen gleichzeitig an dieselbe Drückformung beteiligt, was sich auch äußerst günstig auf die Herstellkosten auswirkt. Dadurch wird ein mit der Zeitaufwand verbundener Fertigungsverlauf erheblich verkürzt.In addition, the subsequent pre-assembly of the ball joint and the reproduction of the ball shell contour are coordinated in time. Thus, these two are simultaneously involved in the same spin forming, which also has an extremely favorable effect on the manufacturing costs. As a result, a production process associated with the expenditure of time is considerably shortened.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Grundform des erfinderischen Kugelgelenks im Längsschnitt mit einem Ausriss zur Erläuterung seines strukturellen Aufbaus. Wobei der Kugelzapfen abgebrochen dargestellt ist.
  • 2 zeigt eine aus der 1 stammende Ausführungsform des erfinderischen Kugelgelenks im Längsschnitt mit einem Ausriss. Wobei der Kugelzapfen abgebrochen dargestellt ist.
  • 3 zeigt ein rotationsymmetrisches Werkstück im Längsschnitt, das für die Herstellung einer Kugelschale dient.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer technologischen Vorrichtung für die rotationsymmetrische Verformung des Werkstücks von 3 zu einer Kugelschalle und die Bindung der letzte mit dem Kugelzapfen am Beginn der Vormontage des Kugelgelenks im Längsschnitt mit den Ausrissen und mit einem quer zur Passfeder eingeklappter Schnitt zur Erläuterung einer Anordnung der Vorrichtungsbestandteile und die Positionierung einer Rolle. Wobei der Kugelzapfen abgebrochen dargestellt ist und wobei über der Längsachse der Vorrichtung eine Ausgangsposition und unter der Längsachse eine Endposition der Vormontage gezeigt sind.
Further details of the invention result from the following detailed description and the accompanying drawings.
  • 1 shows a schematic representation of a basic form of the inventive ball joint in longitudinal section with a cut-out to explain its structural design. The ball pivot is shown broken off.
  • 2 shows one from the 1 originating embodiment of the inventive ball joint in longitudinal section with a tear. The ball pivot is shown broken off.
  • 3 shows a longitudinal section of a rotationally symmetrical workpiece that is used to manufacture a spherical shell.
  • 4 shows a schematic representation of a technological device for the rotationally symmetrical deformation of the workpiece from FIG 3 to a ball socket and the binding of the last one with the ball pivot at the beginning of the pre-assembly of the ball joint in a longitudinal section with the tear-outs and with a section folded in transversely to the feather key to explain an arrangement of the device components and the positioning of a roller. The ball pivot is shown broken off and a starting position is shown above the longitudinal axis of the device and an end position of the pre-assembly is shown below the longitudinal axis.

Gemäß der 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk ein Gehäuse 1, dem man eine beliebige äußere Geometrieform zuweisen kann sowie die weitere Bestandteile:

  • - einen Kugelzapfen 2 mit einem an seinem Ende ausgebildeten Kugelkopf 3;
  • - einer Kugelschale 4, die mit einem auf einem ihren oberen Ende in Längsrichtung nach außen verjüngten Hals 5 ausgebildet ist während ihr ein gegenüberstehendes unteres Ende mit einer trichterförmigen Erweiterung 6 ausgebildet ist, und die in einer in dem Gehäuse 1 ausgebildeten Ausnehmung so angeordnet ist, dass diese beiden Enden aus dem Gehäuse herausragen;
  • - einem Federring 7, der umfassend den Hals 5 an obere Seite 8 des Gehäuses 1 spannend anliegt, welche für ihn als eine Abstützfläche dient.
  • - einem Sicherungsring 9, der umfassend einen nach außen hakartig umgebogen Wandbereich der trichterförmigen Erweiterung 6 der Kugelschale 4, die für seine Aufnahme als Abstützfläche ausgebildet ist, angeordnet ist und der an untere Seite 10 des Gehäuses 1 spannend anliegt;
  • - einer als Abdeckung wirkende Verschlussdecke 11.
According to the 1 shows a ball joint according to the invention, a housing 1, which can be assigned any external geometric shape and the other components:
  • - a ball stud 2 with a ball head 3 formed at its end;
  • a spherical shell 4 formed with a longitudinally outwardly tapered neck 5 on an upper end thereof while having an opposite lower end formed with a funnel-shaped extension 6, and which is disposed in a recess formed in the housing 1 so that these two ends protrude from the housing;
  • - a spring ring 7, which tightly fits around the neck 5 on the upper side 8 of the housing 1, which serves as a support surface for it.
  • - A retaining ring 9, which is arranged around a wall area of the funnel-shaped extension 6 of the ball shell 4, which is designed as a support surface for receiving it, and which rests tightly on the lower side 10 of the housing 1;
  • - a sealing cover 11 acting as a cover.

Die Ausnehmung des Gehäuses weist einen konkaven kugeligen Bereich auf, der bezüglich seiner Geometrieform und Größe mit der konvexen Außenfläche der Kugelschale bis zum äußersten Kreis (Äquator) 12 der Kugelkopf 3 in Grenzen einer unbeweglichen Passung übereinstimmt.The recess of the housing has a concave spherical area which, in terms of its geometric shape and size, corresponds to the convex outer surface of the spherical shell up to the outermost circle (equator) 12 of the spherical head 3 within the limits of an immovable fit.

Ferner weist das Gehäuse ein weiterer Bereich 13 auf, der ausgehend von der kugeligen Bereich in axialer Richtung nach unten zylindrisch ausgebildet ist, dessen Durchmesser gleich dem äußersten Durchmesser der Ausnehmung ist, um die Kugelschale aufzunehmen. Dabei ist ein Rand des Gehäuses, der an Grenze zwischen seiner unteren Seite 10 und seinem zylindrischen Bereich 12 liegt, mit einem Radius, dem eine Ziffer 14 zugewiesen ist, abgerundet.Furthermore, the housing has a further area 13 which, starting from the spherical area, is cylindrical in the axial direction downwards, the diameter of which is equal to the outermost diameter of the recess in order to accommodate the ball socket. An edge of the housing, which lies at the boundary between its lower side 10 and its cylindrical portion 12, is rounded with a radius to which a numeral 14 is assigned.

Wie es 1 und 2 verdeutlicht, umfasst die Innenfläche der Kugelschale 4 eine ziemlich große Oberfläche den Kugelkopf 3, einschließlich seinen Bereich unterhalb seines größeren Durchmessers 12. Dies führt zum einen dazu, dass der Druck auf die Kugelschalenoberfläche gesunken wird und zum anderen, dass ein Herausfallen der Kugelkopf aus der Kugelschale verhindert wird.Like it 1 and 2 clarified, the inner surface of the ball socket 4 comprises a fairly large surface area, the ball head 3, including its area below its larger diameter 12. This means that the pressure on the ball socket surface is reduced and, on the other hand, that the ball head falls out of the spherical shell is prevented.

Zur präzisen Fixierung des Kugelzapfens 2 mit seinem Kugelkopf 3 in der Kugelschale 4 sind sie zu einer eigenständigen separaten Einheit zusammengefasst. Dabei ist diese Bindung als eine Vormontage ausgeführt so, dass der Kugelkopf in der Kugelschale 4 durch ihre Zusammenfügung relativ zueinander in Grenzen einer Gleitpassung räumlich Drehen und Schwenken kann, obwohl diese Verbindung nicht lösbar ausgebildet ist.
Darüber wird noch weiter unten beschrieben.For the precise fixation of the ball pivot 2 with its ball head 3 in the ball shell 4, they are combined to form an independent, separate unit. This binding is designed as a pre-assembly so that the ball head in the ball shell 4 can spatially rotate and pivot relative to each other within the limits of a sliding fit due to their assembly, although this connection is not designed to be detachable.
This is described further below.

Außerdem weist der Kugelzapfen 2 eine Oberfläche 15 auf, die nicht weit in der axiale Richtung nach unten vom äußersten Kugelkreis ausgebildet ist und einen vierter Teil eines konkaven sphärischen Rings darstellt, der für den Übergang seines kugeligen Profils zum zylindrischen Profil dient und der dazu vorgesehen ist, um den seitlichen Schwingbereich des Kugelzapfens auszuweiten. Zu diesem Zweck ist auch ein nach außen hakartig umgebogen Bereich der trichterförmigen Erweiterung 6 der Kugelschale 4 so dimensioniert, dass ein Profil seiner Außenfläche dem Profil der Übergangfläche 15 übereinstimmt.In addition, the ball stud 2 has a surface 15 formed not far in the axial direction downwards from the outermost spherical circle and constituting a fourth part of a concave spherical ring serving and intended for the transition of its spherical profile to the cylindrical profile to increase the lateral swing range of the ball stud. For this purpose, a region of the funnel-shaped extension 6 of the ball shell 4 that is bent outwards like a hook is dimensioned such that a profile of its outer surface corresponds to the profile of the transition surface 15 .

Um eine Stabilität in der Anordnung der Kugelgelenkbestandteile zu erreichen, ist es vorgesehen ein Wert eines Radius der nach außen umgebogenen inneren Abstützfläche der trichterförmigen Erweiterung 6 von der Kugelschale und ein Wert eines mit einer Ziffer 14 bezeichneten Radius vom Gehäuse 1, sowie ein Wert des im Querschnitt gemessenen Sicherungsringdurchmessers bzw. ein Durchmesser 9 eines Drahts zu einem solchen Verhältnis in Bezug zueinander bringen, dass sie sich in einem Längsschnitt des Kugelgelenks aneinander nach einer Montage des Kugelgelenks kraftschlüssig eng schmiegen.In order to achieve stability in the arrangement of the ball joint components, a value of a radius of the outwardly bent inner support surface of the funnel-shaped extension 6 of the ball socket and a value of a radius of the housing 1 designated by a number 14, as well as a value of the im Bring cross-section measured locking ring diameter or a diameter 9 of a wire to such a ratio in relation to each other that they fit tightly together in a longitudinal section of the ball joint after assembly of the ball joint.

Aus der 1 und 2 ist es einen Blindloch 16 und noch einen zu ihm konzentrisch angeordnete Gewindeloch 17 zu erkennen, die mittig auf einer abgeschnittenen Kappe des Kugelkopfs 3 vom Kugelzapfen 2 für ein technologisches Vorgaben ausgebildet sind und damit sie können die Funktion des Kugelgelenks überhaupt nicht beeinflussen.From the 1 and 2 It is possible to see a blind hole 16 and another threaded hole 17 arranged concentrically to it, which are formed centrally on a cut-off cap of the ball head 3 from the ball pivot 2 for a technological specification and thus they cannot influence the function of the ball joint at all.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kugelgelenks, das als eine Einheit eines Führungsgestells für die Stanzwerkzeuge dient, die auf eine stationäre oder eine bewegbare Werkzeughälfte z.B. auf einer Stanze montierbar ist. 2 Fig. 13 shows an embodiment of the ball joint according to the invention, which serves as a unit of a guide frame for the stamping tools, which can be mounted on a stationary or a movable tool half, for example on a punch.

Hier ist auch eine Führungshülse 18 zu sehen, die zu einem anderen gegenüberstehenden Werkzeughälfte gehört und ist dafür gezeigt, um die Erfindungsgegenstand mehr verständlich / kenntlich zu machen.Also seen here is a guide sleeve 18 belonging to another opposing tool half and is shown to make the subject invention more understandable/identifiable.

Die Funktion dieser Ausführungsform braucht keine Verschlussdecke 11. Für den Werkzeugbau bedeutet dies eine mehr präzise Formgebung für die Stanzgefertigten Details insbesondere für Feinmechanik und außerdem bringt es mit sich eine Verlängerung der Lebensdauer der eigentlichen Werkzeuge.The function of this embodiment does not require a sealing cover 11. For tool construction, this means more precise shaping for the stamped details, in particular for precision engineering, and it also means an increase in the service life of the actual tools.

3 und 4 zeigen die Schritte eines Verfahrens für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks. 3 and 4 show the steps of a method for the production of a ball joint according to the invention.

Auf der 3 ist ein rotationsymmetrisches Werkstück 19 zu sehen, das nach der aus einem Stahlblech ausgeschnittenen mit einem auf der Mitte gekragten Hals 5 versehenen Scheibe ausgestanzt ist. Die fertigmachen dieses Werkstücks ist ein erster Schritt des Verfahrens.On the 3 a rotationally symmetrical workpiece 19 can be seen, which is stamped after the disk has been cut out of a steel sheet and is provided with a collar 5 in the middle. Finishing this piece is a first step in the process.

Weiter ist aus der 4 zu entnehmen, dass der Kugelzapfen 2 für die Vormontage des Kugelgelenks zur Bindung seines Kugelkopfs 3 mit der Kugelschale 4 als ein Bestandteil einer technologischen Vorrichtung 20 dient. Dabei nützt man der Kopf des Kugelzapfens als ein Modell für die Nachbearbeitung der Kugelschalenkontur nach erstem Schritt des Verfahrens zu ihrer ganzen Gestalt sowie zur der Herstellung einer unlösbaren Bindung zwischen der Kugelschale und dem Kugelkopf des Kugelzapfens aus.Next is from the 4 to see that the ball pivot 2 for the pre-assembly of the ball joint to bind its ball head 3 with the ball shell 4 as part of a technological Device 20 is used. The head of the ball pivot is used as a model for post-processing the contour of the ball socket after the first step of the process to its full shape and to create an inseparable bond between the ball socket and the ball head of the ball pivot.

Die technologische Vorrichtung wird auf einer Drehmaschine (nicht gezeigt) eingespannt und zentriert, wo sie zwischen Spindelstock und Reitstock der Drehmaschine eingespannt wird. Die Spannrichtungen sind in der 4 mit der Buchstabe „F“ bezeichnet.The technological device is clamped and centered on a lathe (not shown), where it is clamped between the headstock and tailstock of the lathe. The clamping directions are in the 4 denoted by the letter "F".

Vom Beginn des Drückvorgangs wird der Dorn 21 mit seinem auf ihrem zu dem Kugelkopf 3 zugewandten mit dem Gegengewinde versehenden Ende in das Schraubgewinde 17 des Kugelkopfs bis zum Anschlag am Grund der Bohrung 16 eingeschraubt.
Der Nominalwert des Dorndurchmessers und der Halsinnendurchmesser sind in Grenzen einer Bewegungspassung gleich und das Loch 16 ist so tief, dass, wenn das Werkstück 19 in den Dorn 21 eingesetzt wird, es schmiegt an den Kugelkopf 3 des Kugelzapfens ohne Lücke, wie es in der 4 dargestellt ist.From the beginning of the pressing process, the mandrel 21 is screwed with its end provided with the counter-thread on its end facing the ball head 3 into the screw thread 17 of the ball head until it stops at the bottom of the bore 16 .
The nominal mandrel diameter and neck inside diameter are the same within the limits of a loose fit and the hole 16 is so deep that when the workpiece 19 is inserted into the mandrel 21 it nestles against the ball head 3 of the ball stud with no gap as shown in Figure 1 4 is shown.

Aus der 4 erkennt man auch einen Stück 22 der technologischen Vorrichtung 20, das eine zylindrische Hülse darstellt, deren ein Loch gleich dem Durchmesser der zylindrischen Bereich des Kugelzapfens ist, um dieser mit der Kraft zu ummanteln, und deren ein zu dem Kugelkopf 3 des Kugelzapfens 2 zugewandte Ende einen Bereich besitzt, dessen räumliche Form der Form der nach außen hakartig umgebogen Außenfläche der trichterförmigen Erweiterung 6 übereinstimmt, um damit eine mit der Kugelkopfform durchgehende Inneroberfläche der Kugelschale formieren zu lassen.From the 4 one can also see a piece 22 of the technological device 20, which is a cylindrical sleeve, one hole of which is equal to the diameter of the cylindrical part of the ball pivot to encase it with the force, and one end of which faces the ball head 3 of the ball pivot 2 has an area whose three-dimensional shape corresponds to the shape of the outer surface of the funnel-shaped extension 6 bent outwards in a hook-like manner, in order to allow an inner surface of the spherical shell to be formed which is continuous with the spherical head shape.

Ein weiterer Bestandteil der technologischen Vorrichtung 20 ist ein zylindrischer Halter 23, dessen Durchmesser dem einer mit dem Buchstabe „d" bezeichneten Frontoberfläche des Halsaußendurchmessers gleich ist, um die Werkstück 19 an den Kugelkopf 3 in Verlauf des Verfahrens unter einem Druck (F) festzuhalten.Another part of the technological device 20 is a cylindrical holder 23, the diameter of which is equal to that of a front surface of the outer diameter of the neck, designated by the letter "d", in order to hold the workpiece 19 to the ball head 3 under a pressure (F) during the process.

Der Halter 23 weist auf seiner zu dem Werkstück 19 zugewandte Stirnseite einen Blindloch 24 auf, das umfassend den Dorn 21 auf diesen aufsetzbar ist, um ihm ein Drehmoment von dem Drehmaschineantrieb zu übertragen. Um diese Bewegübertragung wirksam zu machen, dient eine Passfeder 25 durch welche den Dorn 21 und den Halter 23 vereinbar sind.On its end face facing the workpiece 19, the holder 23 has a blind hole 24, which can be placed on it, encompassing the mandrel 21, in order to transmit a torque from the lathe drive to it. In order to make this transfer of motion effective, a feather key 25 is used by which the mandrel 21 and the holder 23 are compatible.

In der 4 ist eine Rolle 26 in einer Stellung dargestellt, die dem Beginn der Drückvorgang entspricht.In the 4 a roller 26 is shown in a position corresponding to the start of the pressing operation.

Der Verlauf der Vormontage ist im Wege und Kraft durch ein Computerprogramm steuerbar, um die Genauigkeit der Form der Kugelschale sowie die Qualität ihrer Bindung mit der Kopf vom Kugelzapfen sicherzustellen. Dazu gehört die Einhaltung der der Gleitbewegung entsprechenden Toleranzgrenzen zwischen dem Kugelzapfenkopf 3 und der an ihn während der Drückverlauf eng annäherten Innenfläche von der Kugelschale 4.The course of the pre-assembly is controlled by a computer program in terms of the way and force in order to ensure the accuracy of the shape of the ball socket and the quality of its connection with the head of the ball stud. This includes adhering to the tolerance limits corresponding to the sliding movement between the ball pivot head 3 and the inner surface of the ball socket 4, which closely approaches it during the pressing process.

Die Steuerung trägt ebenfalls die Sorge für die aktive Anpassung der Rotationsgeschwindigkeit der Maschinenspindel sowie der an der Rolle angelegten Druckkraft und ihrer Neigungswinkel an die Bildung der bei der Drückdynamik sich tendenziellentwickelten Materialhärtungen sowie an den Rückfederungsmaß der Kugelschale.The controller also takes care of the active adjustment of the rotational speed of the machine spindle and the pressure force applied to the roller and its angle of inclination to the formation of the material hardening that tends to develop during the pressure dynamics and to the degree of springback of the ball shell.

Bei der endgültigen Montage schiebt man die vormontierten Kugelzapfen 2 mit der Kugelschale 4 als ein separater Einzelbestandteil des Kugelgelenks bis zum Anschlag in das Gehäuse 1. Dann setzt man zuerst den Federring 7 um der Hals 5 der Kugelschale und folgend den Sicherungsring 9 auf ihre Abstützfläche an der trichterförmigen Erweiterung 6, um die Verbindung zu spannen. So entspricht diese Verbindungsart einem Kraftschluss. Dabei definiert die Intensität des somit entstehenden Kraftschlusses den Elastizitätsgrad des Sicherungsrings.During final assembly, the pre-assembled ball pivot 2 with the ball socket 4 as a separate individual component of the ball joint is pushed into the housing 1 as far as it will go. Then the spring washer 7 is first placed around the neck 5 of the ball socket and then the retaining ring 9 is placed on its support surface the funnel-shaped extension 6 to tighten the connection. This type of connection corresponds to a frictional connection. The intensity of the frictional connection thus created defines the degree of elasticity of the retaining ring.

Dieses erfindungsgemäße Kugelgelenk erfährt beim seinen Betrieb aufgrund des Ausfalls eines direkten Kontakts zwischen dem Kugelkopf 3 und dem Sicherungsring 9 keine Verklemmung. Hiermit kann dieses Kugelgelenk sowohl die Belastungen auf Zug und Druck als auch ebenso gut die Belastung auf Bieg- und Torsionskräfte standzuhalten.This ball joint according to the invention experiences no jamming during its operation due to the failure of direct contact between the ball head 3 and the retaining ring 9 . As a result, this ball joint can withstand both tensile and compressive loads as well as bending and torsional loads.

Die beiden Ringen 7 und 9 können aus den verschiedenen Werkstoffarten gefertigt sein, deren Elastizitätvermögen den Vorausbestimmungen des Anwendungseinsatzes des erfindungsgemäßen Kugelgelenks entspricht. In einigen Fällen ist es nicht ausgeschlossen den Federring 7 aus dem gehärteten Stahl anzuwenden.The two rings 7 and 9 can be made of different types of materials, the elasticity of which corresponds to the premise of the use of the ball joint according to the invention. In some cases it is not excluded to use spring washer 7 made of hardened steel.

Dabei ist zu merken, dass der aus dem Gehäuse 1 nach unten herausragenden Bereich der Kugelschalenwände bei dem sie vom Sicherungsring 9 umschlossen sind, leicht federn können.It should be noted here that the area of the spherical shell walls which protrudes downwards from the housing 1 and in which they are enclosed by the securing ring 9 can spring slightly.

Claims (9)

Kugelgelenk, bei dem ein an einem Kugelzapfen (2) geformter Kugelkopf (3) gegen sein Herausfallen aus dem Gehäuse (1) durch einen mit dem Gehäuse in kontaktstehenden Sicherungsring (9) gesichert ist, und bei dem in einer im Gehäuse ausgebildeten Ausnehmung ein Zentrierelement (4) angeordnet ist, dessen Innenfläche den Kugelkopf gelenkig umfasst und dessen Außenfläche kontaktierbar mit dem Sicherungsring (9) ist und welches beim weiteren eine zentrale Lage des Kugelzapfens (2) im Gehäuse (1) sichert, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestaltung des Zentrierelements eine konkav-konvex ausgebildete Kugelschale (4) darstellt, deren Außenfläche mit der Gehäuseausnehmung in eine stationäre Verbindung gebracht ist, während ihre gelenkige Verbindung unlösbar so ausgebildet ist, dass die Innenfläche der Kugelschale den Kugelkopf (3) in einem Bereich in dem sein äußerster Kreis (12) eingeschlossen ist umfasst, wobei die Kugelschale (4) als Ganze zu einer Form konturiert ist, dass sie an ihrem aus dem Gehäuse (1) nach oben ragenden verjüngten Bereich einen Hals (5) aufweist und auf ihrem aus dem Gehäuse nach unteren dem ersten gegenüberragenden Bereich einen Wandabschnitt aufweist, dessen ein Ende mit einer trichterförmigen Erweiterung (6) ausgebildet ist, die nach außen hakartig umgebogen ist, um eine Abstützfläche für die Aufnahme des Sicherungsrings (9) zu bilden.Ball joint in which a ball head (3) formed on a ball pivot (2) against its out falling out of the housing (1) is secured by a locking ring (9) in contact with the housing, and in which a centering element (4) is arranged in a recess formed in the housing, the inner surface of which encompasses the ball head in an articulated manner and the outer surface of which can be contacted with the circlip (9) and which also secures a central position of the ball pivot (2) in the housing (1), characterized in that the design of the centering element represents a concave-convex ball socket (4), the outer surface of which merges with the housing recess into a is brought to a stationary connection, while its articulated connection is undetachably formed such that the inner surface of the spherical shell encloses the spherical head (3) in an area in which its outermost circle (12) is enclosed, the spherical shell (4) forming a mold as a whole is contoured to have a neck (5) on its tapered portion projecting upwardly from the housing (1) and a wall portion on its portion projecting downwardly from the housing opposite the first, one end of which is formed with a funnel-shaped enlargement (6) is formed, which is bent hook-like outwards to form a support surface for receiving the retaining ring (9). Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert eines Radius mit dem die Abstützfläche der trichterförmigen Erweiterung (6) umgebogen ist und ein Wert eines Radius (14) mit dem ein Rand an der Öffnung des zylindrischen Bereichs (13) der Gehäuseausnehmung abgerundet sind, sowie ein Wert des im Querschnitt gemessenen Sicherungsringdurchmessers (9) in ein solches Verhältnis zueinander bringen, dass sie sich in einem Längsschnitt des Kugelgelenks aneinander eng schmiegen, um dazu beizutragen zwischen der Außenfläche der Kugelschale und dem Gehäuse (1) nach Anlegen den Sperr- und Sicherungsringen (7 und 9) eine kraftschlüssige Verbindung herzustellen.ball joint after claim 1 , characterized in that a value of a radius with which the support surface of the funnel-shaped extension (6) is bent and a value of a radius (14) with which an edge at the opening of the cylindrical area (13) of the housing recess are rounded, as well as a value of the circlip diameter (9) measured in cross-section in such a ratio to each other that they snuggle up against each other in a longitudinal section of the ball joint to contribute between the outer surface of the ball socket and the housing (1) after the locking and circlips (7 and 9) create a positive connection. Kugelgelenk nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur kompakten Gestaltung des Kugelgelenks sowie zur seinen kostengünstigen Montage der Federring (7) und der Sicherungsring (9) außerhalb des Gehäuses umfassend dementsprechend einen aus Ihm herausragenden Hals (5) und eine trichterförmigen Erweiterung (9) der Kugelschale (4) angeordnet sind.ball joint after claims 1 and 2 , characterized in that , for the compact design of the ball joint and for its cost-effective assembly, the spring ring (7) and the locking ring (9) outside the housing, correspondingly comprising a neck (5) protruding from it and a funnel-shaped extension (9) of the ball socket (4 ) are arranged. Kugelgelenk nach einem den vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (3) des Kugelzapfens (2) keinen direkten Kontakt miteinander verfügen.Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the ball head (3) of the ball pivot (2) do not have direct contact with one another. Kugelgelenk nach einem den vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelschale (4) den Mittelpunkt des Kugelkopfs (3) von dem Kugelzapfen mitbesitzt.Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the ball socket (4) also has the center point of the ball head (3) from the ball pivot. Kugelgelenk nach einem den vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrieform der Übergangfläche (15) des Kugelzapfens (2) vom kugeligen Profil zu seinem zylindrischen Profil mit der Geometrieform der hakartigen Außenfläche (9) der Kugelschale übereinstimmt, um den Kreis seiner seitlichen Schwenkung auszuweiten.Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the geometric shape of the transition surface (15) of the ball pivot (2) from the spherical profile to its cylindrical profile corresponds to the geometric shape of the hook-like outer surface (9) of the ball shell in order to widen the circle of its lateral pivoting . Kugelgelenk nach einem den vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu seiner Verwendung im Aufbau einer Führungseinheit von einem Säulengestell sein Gehäuse (1) als ein Gleitzylinder ausgebildet ist.Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that for its use in the construction of a guide unit of a column frame its housing (1) is designed as a sliding cylinder. Verfahren für die Montage des Kugelgelenks nach Anspruch 1, bei dem während der Vormontage ein überwiegendes Teil des Kugelgelenkskörpers bevorzugweise durch kalten Drücken hergestellt wird, und ein Werkstück für das Drücken beim ersten Schritt aus einem Blech ausgestanzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormontage so eingestellt ist, dass bei ihren Verlauf der Kugelkopf (3) des Kugelzapfens als ein Modell für die Nachbearbeitung der Kugelschale (4) nach erstem Schritt zu ihrer ganzen Gestalt und gleich für die Herstellung einer unlösbaren Verbindung zwischen der Kugelschale (4) und dem Kugelkopf (3) des Kugelzapfens (2) dient, wobei als ein Werkstück (19) für das Drücken eine Scheibe mit einem mittig gekragten Hals (5) dient und die endgültige Montage ein Einsetzen den Federring (7) und folglich den Sicherungsring (9) abschließt.Procedure for installing the ball joint claim 1 , in which a predominant part of the ball joint body is preferably produced by cold pressing during the pre-assembly, and a workpiece for the pressing is stamped out of sheet metal in the first step, characterized in that the pre-assembly is set in such a way that the ball head ( 3) of the ball pivot as a model for the post-processing of the ball socket (4) after the first step to its entire shape and at the same time for the production of a non-detachable connection between the ball socket (4) and the ball head (3) of the ball pivot (2), whereby serves as a workpiece (19) for spinning a washer with a collared center (5) and the final assembly involves inserting the spring washer (7) and consequently the snap ring (9). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Drückverfahrens bei der Vormontage im Wege und Kraft für die Einhaltung der der Gleitbewegung entsprechenden Toleranzgrenzen bei der Dynamik der Verbindung, die zwischen dem Kugelkopf und der an ihn eng annäherten Innenfläche von der Kugelschale durch Computersteuerung aktiv geregelt wird.procedure after claim 8 , characterized in that the course of the pressing process during pre-assembly in the way and force for compliance with the tolerance limits corresponding to the sliding movement in the dynamics of the connection, which is actively regulated by computer control between the ball head and the inner surface of the ball socket, which closely approaches it.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE659600C (en) 1936-05-24 1938-05-09 Fritz Faudi Ball joint
EP0239757A2 (en) 1986-03-05 1987-10-07 Robert Bosch Gmbh Ball-joint
DE102007020811A1 (en) 2007-05-04 2008-11-06 Audi Ag Ball joint for motor vehicle has slotted bore through wheel carrier with clamping jaws for holding ball joint with peripheral hemispherical groove on outer surface of housing, clamping bolt perpendicular to joint axis
DE102013108080B4 (en) 2012-08-17 2021-05-12 Benteler Automobiltechnik Gmbh Wishbone for a motor vehicle
DE102021002183A1 (en) 2021-04-24 2022-10-27 Jan Grinbaum Ball joint and method for its manufacture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE659600C (en) 1936-05-24 1938-05-09 Fritz Faudi Ball joint
EP0239757A2 (en) 1986-03-05 1987-10-07 Robert Bosch Gmbh Ball-joint
DE102007020811A1 (en) 2007-05-04 2008-11-06 Audi Ag Ball joint for motor vehicle has slotted bore through wheel carrier with clamping jaws for holding ball joint with peripheral hemispherical groove on outer surface of housing, clamping bolt perpendicular to joint axis
DE102013108080B4 (en) 2012-08-17 2021-05-12 Benteler Automobiltechnik Gmbh Wishbone for a motor vehicle
DE102021002183A1 (en) 2021-04-24 2022-10-27 Jan Grinbaum Ball joint and method for its manufacture

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