DE10227139A1 - Kugelendstift mit Kunststoffflansch - Google Patents

Abstract

Es wird ein Kugelendstift mit einem Kunststoffflansch (1) zur Verwendung in Kugelgelenken von Steuer- und Aufhängungssystemen von Fahrzeugen vorgeschlagen, bestehend aus zwei Bauteilen, wobei der Flansch (1) aus Kunststoffspritzmaterial hergestellt ist und eine konische Zentralöffnung (6) mit länglichen Vorsprüngen aufweist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Konstruktion eines Kugelendstiftes mit einem Kunststoffflansch zur Verwendung bei Kugelgelenken von Steuerungs- und Aufhängungssystemen von Kraftfahrzeugen.
• Kugelgelenke von Steuerungssystemen und Fahrzeugaufhängungen bestehen in der Regel aus einer Box mit einem in ihrem Inneren untergebrachten Gehäuse von zylindrischer oder kugelförmiger Gestalt, in welchem ein Lager untergebracht ist, das einen Kugelendstift bildet, wobei die montierte Vorrichtung die Funktion hat, Winkel- und Drehbewegungen zwischen zwei Teilen des Fahrzeugs zu ermöglichen, die befestigt sind, und zwar eines an der Gelenkbox und das andere an dem Körper des Kugelendstifts, welches selbst durch die Öffnung der Kugelgelenkbox hervorragt. Auf diese Weise hat der Kugelendstift der Kugelgelenke von Fahrzeugen als Hauptfunktion die Befestigung des Kugelgelenks an einem Teil oder einer Komponente des Steuerungs- oder Aufhängungssystems, und, zusammen mit der Box des Kugelgelenkes, welches an einem anderen Teil oder einer anderen Komponente desselben Steuerungs- oder Aufhängungssystems befestigt ist, die Aufgabe, die Winkel- und Drehbewegung beider Teile um ihre Kugel zuzulassen, wobei sie den darin konzentrierten Belastungen standhalten.
• Es sind verschiedene Formen von mit Flansch versehenen Kugelendstiften bekannt, und in den meisten Fällen sind diese Stifte durch Stanzen oder Pressen von Metallmaterialien hergestellt worden. Der Flansch des Kugelendstifts ist verantwortlich dafür, daß die richtige Position und Befestigung des Teils oder der Komponente des Steuerungs- oder Aufhängungssystems eingehalten wird, welches es schwenken soll. Die Stabilität der Dimensionseigenschaften dieses Bauteils ist von fundamentaler Wichtigkeit für die richtige Funktion des Kugelgelenks, welches ein Bauteil mit hoher Anforderung an seine Zuverlässigkeit und als "Sicherheitsteil" klassifiziert ist.
• Bei den Herstellungsverfahren von mit Flanschen versehenen Stiften durch Stanzen von Metallen, sind die Flansche der Stifte und die entsprechenden Kugelendstifte ein einziges Bauteil, und deshalb muß die Qualität der Materialien (Verformbarkeit) auf höchstem Niveau sein, was die Kosten hochtreibt. Daneben besteht die Notwendigkeit, höherqualifizierter Herstellung, da sie Bereiche mit Spannungen (Risse) vermehren.
• Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, den Herstellungsprozeß mittels Kunststoffspritzeinrichtungen durchzuführen, da dieser Prozeß der Komponente die erwünschten mechanischen Eigenschaften betreffend Widerstandsfähigkeit und Verschleißfestigkeit gibt. Somit stellt diese Erfindung die Herstellung des mit einem Flansch versehenen Kugelendstifts dar, in zwei Teile geteilt für eine spätere Montage. Da diese Innovation der Konstruktion zu wichtigen technischen Effekten im Endprodukt, mit größerer Maßgenauigkeit und einer großen Reduzierung der Herstellungskosten führt, weil sie die Konstruktion vereinfacht, erhöht sie die Lebensdauer der Spritzgußwerkzeuge und verringert prinzipiell den Materialverlust im Prozeß beträchtlich und trägt neben der Einsparung von elektrischer Energie zum Umweltschutz bei. Aus dieser Konstruktion, bei der der Kugelendstift und der Flansch in zwei Teilen getrennt vorliegen, entstehen durch diese Erfindung noch andere wichtige technische Effekte, in welcher der Flansch aus Spritzgußkunststoffmaterial hergestellt ist, wodurch das Stanz- und Fräsverfahren vollständig wegfallen. Die Erfindung schafft die Konstruktion länglicher Nuten im Bereich des Kugelendstifts, in dem der Kunststoffflansch gekoppelt wird, wobei die Nuten durch die Verformung des Materials des Kugelendstifts während des Stanzprozesses ohne irgendwelche Fräs- oder spanabhebenden Verfahren hergestellt werden. Daneben können zwei Verfahrensweisen zur Konstruktion und Montage des Kunststoffflanschs an seinem richtigen Ort an dem Kugelendstift zum Einsatz kommen. Bei der ersten Variante kann man den Flansch direkt über den Kugelendstift spritzen, und als eine zweite Variante kann man den Flansch separat spritzen und ihn danach auf den Kugelendstift montieren. Bei beiden Varianten wird der Flansch in seiner Zentralöffnung mit einer konischen Form und länglichen Vorsprüngen versehen, die perfekt in den Konus und in die länglichen Nuten des Kugelendstifts passen, wodurch verhindert wird, daß sich die Teile im Verhältnis zueinander bewegen, und zwar sowohl in Dreh- wie auch in Längsrichtung. Die zweite Variante ermöglicht außerdem die Montage der gesamten Einheit des Kugelgelenks, jedoch ohne den Flansch, wodurch sich die Verwendung eines speziellen Werkzeugs für die Montage des Schutzdeckels erübrigt, nach dem der Flansch auf dem Kugelgelenk montiert ist.
• Ein weiterer nicht weniger wichtiger technischer Effekt dieser Erfindung besteht in der Tatsache, daß der aus Kunststoffmaterial gespritzte Flansch, neben seiner Hauptfunktion zum Stoppen des Gegenstücks, das an dem Kugelendstift zu befestigen ist, außerdem an seinem äußeren Umfang mit einem Kanal versehen ist, der für die Befestigung der Öffnung des Schutzdeckels mit einem kleineren Durchmesser geeignet ist. Die Konstruktion dieses Kanals auf dem Flansch selbst macht jegliche spanabhebende Bearbeitung des Kugelendstifts mit der Ausnahme des Gewindes vollständig überflüssig, wodurch es möglich ist, daß der Kugelendstift sofort nach dem Stanzen ohne spanabhebende Bearbeitung eingesetzt werden kann, was die Kosten der Bearbeitung, ob durch Einsparung von Material oder das Wegfallen des spanabhebenden Prozesses, beträchtlich senkt.
• Die beigefügten Zeichnungen zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
• Fig. 1 zeigt einen mit Flansch versehenen Kugelendstift, um die Konstruktionsdetails darzustellen,
• Fig. 2 zeigt den Kugelendstift gemäß der Erfindung, jedoch ohne Flansch,
• Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Flansches,
• Fig. 4 zeigt ein Kugelgelenk in Längsschnittdarstellung mit montiertem Flansch.
• Wie aus den Figuren zu entnehmen ist, hat ein Flansch 1, hergestellt aus Kunststoffmaterial eine konische Zentralöffnung 2 mit länglichen Vorsprüngen 3, wobei an dessen äußerstem Umfang ein Kanal 4 zur Befestigung einer Öffnung mit kleinerem Durchmesser einer Schutzabdeckung vorgesehen ist, wobei der Flansch durch Spritzguß direkt über einen Kugelendstift 5 oder separat geformt ist. Der Kugelendstift 5, welcher aus metallischem Material besteht, ist durch einen Stanz- oder Prägeprozeß geformt und hat einen konischen Abschnitt 6, der mit länglichen Nuten 7 versehen ist. Zum Anbringen des Flansches auf dem Kugelendstift 5 können zwei Varianten gewählt werden. Bei der ersten Variante spritzt man Kunststoffmaterial zur Bildung des Flansches 1 direkt um den konischen Abschnitt 6, der mit Längsnuten 7 des Kugelendstifts 5 versehen ist. Dabei füllt das Kunststoffmaterial des Flansches 1 die Längsnuten 7 des konischen Abschnitts 6 des Kugelendstifts 5, wodurch der Flansch 1 fest auf dem Kugelendstift 5 montiert ist, ohne eine Dreh- oder Längsbewegung durchführen zu können.
• Bei der zweiten Variante spritzt man das Kunststoffmaterial, das den Flansch 1 ergeben wird, separat, wodurch sich nach dem Spritzen ein Flansch 1 mit einer konischen Zentralöffnung 2 ergibt, die mit Längsvorsprüngen 3 versehen ist, die perfekt mit den Längsnuten zusammenpassen, die in dem konischen Abschnitt 6 des Kugelendstifts 5 vorgesehen sind. Der Kugelendstift 5 ist durch ein Stanzverfahren derart hergestellt, daß die beiden Teile perfekt betreffend die konische Form oder die Vorsprünge und die Nuten zueinander passen, so daß die länglichen Vorsprünge 3 der konischen Zentralöffnung 2 des Flansches 1 die länglichen Rillen 7 des konischen Abschnitts 6 des Kugelendstifts 5 vollständig ausfüllen, wodurch sich für die Anordnung eine feste Kupplung ergibt, die verhindert, daß sich die Teile weder in Dreh- noch in Längsrichtung zueinander bewegen.
• Diese zweite Variante ermöglicht die Montage des gesamten Satzes des Kugelgelenks 8. Nach dieser Montage wird der Flansch 1 mit dem Kugelendstift 5 verbunden. Das heißt, daß die Verwendung eines speziellen Werkzeugs für die Einführung der Öffnung mit kleinerem Durchmesser der Schutzabdeckung 10 über den Flansch 1 nicht mehr erforderlich ist, da ohne den Flansch 1 die Montage der Schutzabdeckung 10 ohne zusätzlichen Aufwand durchgeführt werden kann, nachdem man den Flansch 1 mit dem konischen Abschnitt 6 des Kugelendstifts 5 verbindet. Der Flansch 1 selbst hat an seinem äußeren Umfang einen Kanal 4, der während des Spritzvorgangs geschaffen wird, der für die Befestigung der Öffnung 9 mit kleinem Durchmesser der Schutzabdeckung 10 vorgesehen ist, womit die spanabhebende Bearbeitung des Kugelendstifts 5, abgesehen von dem Gewinde vollständig wegfallen kann, was zu einer entscheidenden Verringerung der Kosten führt, da durch Eliminieren des spanabhebenden Prozesses für den Flansch 1 dieser aus einem separaten Bauteil besteht und in Kunststoffmaterial gespritzt ist. Da die spanabhebende Herstellung des Kanals 4 zur Befestigung der Öffnung 9 mit kleinerem Durchmesser der Schutzabdeckung 10, die an dem Kugelendstift 5 angebracht wird, und der gemäß der vorliegenden Erfindung bereits an dem äußeren Umfang des Flansches 1 während des Spritzgießens geschaffen wurde, ermöglicht es, daß für den Kugelendstift 5 nach dem Stanzen keine weiteren spanabhebenden Tätigkeiten außer die Herstellung des Gewindes erforderlich sind.

Claims (5)

1. Kugelendstift mit einem Kunststoffflansch (1) zur Verwendung in Kugelgelenken von Steuer- und Aufhängungssystemen von Fahrzeugen, bestehend aus zwei Bauteilen, wobei der Flansch (1) aus Kunststoffspritzmaterial hergestellt ist und eine konische Zentralöffnung (6) mit länglichen Vorsprüngen aufweist.

2. Kugelendstift nach Anspruch 1, bei dem der Kugelendstift (5) durch ein Stanzverfahren gebildet ist und einen konischen Abschnitt (6) mit länglichen Nuten (7) aufweist, die einen spanabhebenden Prozeß erübrigen, da diese Nuten während des Stanzprozesses geformt werden.

3. Kugelendstift nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Flansch (1) der aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, direkt auf den Kugelendstift (5) mittels eines Spritzgußprozesses geformt ist, wobei die beiden Teile fest miteinander verbunden sind, da während des Kunststoffspritzens das Kunststoffmaterial die in dem konischen Abschnitt (6) des Kugelendstifts (5) vorgesehenen Nuten (7) füllen, wodurch der Flansch am Durchführen von Dreh- oder Längsbewegungen gehindert wird.

4. Kugelendstift nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Flansch (1) separat von dem Kugelendstift (5) durch Spritzgießen hergestellt ist, wobei eine Zentralöffnung (2) mit konischer Form und darin angeordnete Vorsprünge (3) geschaffen sind, die mit der konischen Form und den Nuten (7) des Kugelendstifts (5) zusammenpassen, so daß die beiden Teile perfekt miteinander gekoppelt werden können.

5. Kugelendstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem am äußeren Umfang des Flansches (1) ein Kanal (4) in das Kunststoffmaterial eingespritzt ist, der für die Befestigung der Öffnung mit kleinerem Durchmesser einer Schutzabdeckung (10) vorgesehen ist.