DE10233473A1

DE10233473A1 - Sealed ball joint for e.g. wheel suspensions in cars etc. ha sealing diaphragm on outer joint part fastened sealing to plastic bearing shell

Info

Publication number: DE10233473A1
Application number: DE10233473A
Authority: DE
Inventors: Andrzej Gurwin
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-03-04

Abstract

The joint has a joint rod (12) with spherical head (13), an outer joint part (14) with metal housing (15), and a plastic bearing shell (16). A sealing diaphragm (17) on the outside of the outer joint part is fastened sealed to the bearing shell only via a U-shaped groove (18) in its radial outer edge. The fastening section of the diaphragm is a peripheral fold (21) held in the groove by a clamp ring (22). A side of the groove is formed by ultrasonic forming. The plastic shell is fitted into the metal housing from one side, and is supported with a shoulder (23).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Fahrzeugtechnik und insbesondere auf ein abgedichtetes Kugelgelenk, das eine Gelenksstange mit einem kugelförmigen Kopf, ein Gelenkaußenteil mit einem Gehäuse aus Metall und einer in dem Metall-Gehäuse festgelegten Lagerschale aus Kunststoff, die den kugelförmigen Kopf umgreift, sowie einen Dichtungsbalg, der an der Gelenkstange und dem Gelenkaußenteil den kugelförmigen Kopf abdichtend befestigt ist, umfaßt.The invention relates to that Field of vehicle technology and in particular on a sealed Ball joint, which is a joint rod with a spherical head, an outer joint part with a housing made of metal and a bearing shell fixed in the metal housing made of plastic that is spherical Grips head, as well as a sealing bellows, which on the joint rod and the outer joint part the spherical Head is sealingly attached.

Derartige Kugelgelenke werden beispielsweise in Radaufhängungen von Personenkraftwagen eingesetzt, lassen sich jedoch auch zu anderen Zwecken überall dort verwenden, wo der Mechanismus des Gelenks gegen äußere Umwelteinflüsse besonders geschützt werden muß.Such ball joints are, for example in wheel suspensions used by passenger cars, but can also be used by others Purposes everywhere use where the mechanism of the joint against external environmental influences in particular protected must become.

Bauteile von Fahrzeug-Radaufhängung sind in der Regel hohen, instationären Kräften unterworfen sowie stark schwankenden Temperaturen, Spritzwasser und Schmutz ausgesetzt. Um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, ist die Abdichtung der hierin verwendeten Kugelgelenke von großer Wichtigkeit. Gleichzeitig ist zu berücksichtigen, daß derartige Bauteile zumeist in großen Stückzahlen benötigt werden und sich daher günstig herstellen und montieren lassen müssen.Components of vehicle wheel suspension are in usually high, transient forces subject to fluctuating temperatures, splashing water and exposed to dirt. To ensure a long service life, the sealing of the ball joints used here is of great importance. At the same time, it must be taken into account that such Components mostly in large numbers are needed and therefore cheap have to be manufactured and assembled.

Im Stand der Technik existieren zu dieser Problemstellung bereits vielfältige Lösungsansätze, von denen nachfolgend lediglich eine kleine Auswahl näher dargestellt werden soll.In the prior art, too This problem already has a variety of solutions, of which the following just a small selection closer should be displayed.

Um günstige Gleiteigenschaften zwischen dem Kugelkopf und dem Gelenkaußenteil zu erzielen, wird üblicherweise eine Lagerschale aus einem gleitgünstigen Kunststoff in ein Gehäuse des Gelenkaußenteils eingesetzt. Die Lagerschale muß hierbei fest mit dem Gehäuse verbunden werden. Sie wird zumeist von einer Seite in das Gehäuse eingeschoben, bis sie mit einem Absatz an diesem anliegt. Anschließend wird sie auf der gegenüberliegenden Seite an dem Gehäuse gesichert.To provide good sliding properties between the Ball head and the outer joint part is usually achieved a bearing shell made of a low-friction plastic in a housing of Outer race used. The bearing shell must be firm with the housing get connected. It is usually inserted into the housing from one side, until it lies against it with a paragraph. Then will them on the opposite Side of the case secured.

Die Abdichtung des Kugelkopfes erfolgt auf der Seite der an diesen anschließenden Stange mittels eines Dichtungsbalgs und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine separate oder einstückig mit der Lagerschale ausgebildete Kappe.The ball head is sealed on the side of the rod connected to this by means of a Sealing bellows and on the opposite Page formed by a separate or integral with the bearing shell Cap.

Die Befestigung des Dichtungsbalgs hängt davon ab, wie die Lagerschale in dem Metallgehäuse befestigt wird und ob zusätzlich eine Kappe angebracht werden muß.The fastening of the sealing bellows depends on it how the bearing shell is fastened in the metal housing and whether an additional Cap must be attached.

Bei herkömmlichen Konstruktionen, welche eine separate Kappe verwenden, wird die Lagerschale von der Seite der Kappe her in das Gehäuse eingeführt. Die Lagerschale stützt sich dann an einem in dem Gehäuse ausgebildeten Absatz ab und wird auf der Seite der Kappe zusammen mit dieser an dem Gehäuse befestigt. Üblicherweise wird dies durch ein Verrollen des Metall-Gehäuses mit einem Flanschabschnitt der Kunststoff-Lagerschale und der Kappe bewerkstelligt. Der Dichtungsbalg an der anderen Seite dichtet dann mit einem Ende gegen die Außenseite des Metall-Gehäuses ab.In conventional constructions, which one Use separate cap, the bearing shell is from the side of the Cap inserted into the housing. The Bearing shell supports then one in the housing trained paragraph and is put on the side of the cap with this on the case attached. Usually this is done by rolling the metal housing with a flange section the plastic cup and the cap accomplished. The bellows on the other side then seals with one end against the outside of the metal housing.

Eine entsprechende Konstruktion, bei der die Kappe jedoch integral mit der Kunststoff-Lagerschale ausgebildet ist, wird beispielsweise in der DE 101 25 042 A1 beschrieben.A corresponding construction, in which, however, the cap is formed integrally with the plastic bearing shell, is shown in, for example, the DE 101 25 042 A1 described.

Weiterhin existieren im Stand der Technik Konstruktionen, bei denen die Kunststoff-Lagerschale von der Seite der Gelenkstange, also umgekehrt zu der vorstehend genannten Bauweise, in das Metall-Gehäuse eingeführt wird. In diesen Fällen gestaltet sich die Festlegung der Lagerschale in dem Gehäuse etwas schwieriger. Die DE 43 06 006 A1 und die DE 93 20 259 U1 offenbaren in diesen Zusammenhang ein Kugelgelenk mit einer Lagerschale, welche auf der Einschubseite einen Absatz zur Abstützung gegen das Metallgehäuse aufweist und zum Zweck der Befestigung an ihrem durch das Gehäuse durchgeführten Ende gegen das Gehäuse umgeformt werden muß. Nach der Lehre der DE 43 06 006 A1 wird das Umformen durch Ultraschall bewirkt, so daß die Kunststoff-Lagerschale mit dem Metall-Gehäuse eine formschlüssige Verbindung eingeht.Furthermore, there are designs in the prior art in which the plastic bearing shell is inserted into the metal housing from the side of the articulated rod, that is to say vice versa to the construction mentioned above. In these cases, the determination of the bearing shell in the housing is somewhat more difficult. The DE 43 06 006 A1 and the DE 93 20 259 U1 disclose in this connection a ball joint with a bearing shell which has a shoulder on the insertion side for support against the metal housing and must be reshaped against the housing for the purpose of fastening at its end through the housing. According to the teaching of DE 43 06 006 A1 the shaping is effected by ultrasound, so that the plastic bearing shell forms a positive connection with the metal housing.

In der EP 0 933 542 A2 wird eine Weiterentwicklung des vorstehenden Kugelgelenks offenbart. Bei dieser Weiterentwicklung wird die Ultraschallumformung gezielt vermieden, da eine solche dort als zu aufwendig angesehen wird. Vielmehr erfolgt bei dem Kugelgelenk nach der EP 0 933 542 A2 die Befestigung bzw. Umformung des durch das Metall-Gehäuse geführten Endes der Lagerschale mit Hilfe eines rotierenden Werkzeugs. Wie und wo ein eventueller Dichtungsbalg zu befestigen wäre, bleibt unklar.In the EP 0 933 542 A2 a further development of the above ball joint is disclosed. In this further development, ultrasonic forming is avoided in a targeted manner, since it is considered to be too complex there. Rather, the ball joint takes place after the EP 0 933 542 A2 the attachment or reshaping of the end of the bearing shell guided through the metal housing with the aid of a rotating tool. How and where a possible sealing bellows would be attached remains unclear.

Weiterhin ist aus der DE 44 12 597 C2 ein abgedichtetes Kugelgelenk der eingangs genannten Art bekannt, bei dem im Unterschied zu den vorstehend erläuterten Konstruktionen die der Gelenkstange gegenüberliegende Seite durch das Metall-Gehäuse selbst abgedichtet wird. Entsprechend muß die Kunststoff-Lagerschale von der Seite der Gelenkstange eingeführt und entsprechend auch auf dieser Seite festgelegt werden. Dies erfolgt nach der Lehre der DE 44 12 597 C2 durch ein Umbördeln des Metall-Gehäuses. Der Dichtungsbalg wird zwischen dem Metall-Gehäuse und der Kunststoff-Lagerschale eingeklemmt.Furthermore, from the DE 44 12 597 C2 a sealed ball joint of the type mentioned is known, in which, in contrast to the constructions explained above, the side opposite the joint rod is sealed by the metal housing itself. Accordingly, the plastic bearing shell must be inserted from the side of the articulated rod and must also be fixed accordingly on this side. This is done according to the teaching of DE 44 12 597 C2 by flanging the metal housing. The sealing bellows is clamped between the metal housing and the plastic bearing shell.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitere Lösung für den obengenannten Problemkomplex anzugeben. Insbesondere beabsichtigt die Erfindung die Schaffung eines alternativen abgedichteten Kugelgelenks, das bei günstigen Herstellung- und Montageeigenschaften unter harten Umweltbedingungen eine hohe Dichtigkeit aufweist.Against this background, the invention has for its object to provide a further solution to the above-mentioned complex of problems. In particular, the invention intends to provide an alternative sealed ball joint that is high in favorable manufacturing and assembly properties under harsh environmental conditions Has tightness.

Letzteres ist insbesondere im Hinblick auf Konstruktionen wichtig, bei denen eine Verbördelung im Bereich der Befestigung der Kunststoff-Lagerschale an dem Metall-Gehäuse vorgesehen werden soll und die Dichtung zwischen der Lagerschale und dem Gehäuse angeordnet ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei einer solchen Verbördelung unter den Belastungsbedingungen einer Fahrzeug-Radaufhängung eine Unterwanderung der Dichtung durch Schmutz und Feuchtigkeit auftreten kann. Ursache hierfür ist eine Pumpwirkung zwischen der Lagerschale und dem Gehäuse bei einer Bewegung des Gelenks. Als Folge davon besteht die Gefahr von Korrosion innerhalb des Gelenks verbunden mit einer Einschränkung der Lebensdauer.The latter is particularly important important on constructions where there is a crimp in the area of the fastening the plastic bearing shell on the metal housing to be provided and the seal between the bearing shell and the housing is arranged. Because it has shown that at such a crimp under the load conditions of a vehicle wheel suspension Infiltration of the seal by dirt and moisture can occur can. Cause of this is a pumping effect between the bearing shell and the housing a movement of the joint. As a result, there is a risk of corrosion within the joint associated with a limitation of the Lifespan.

Die Erfindung schafft hiergegen Abhilfe, und zwar durch ein abgedichtetes Kugelgelenk, das im folgenden umfaßt: eine Gelenkstange mit einem kugelförmigen Kopf; ein Gelenkaußenteil mit einem Gehäuse aus Metall und einer in dem Metall-Gehäuse festgelegten Lagerschale aus Kunststoff, die den kugelförmigen Kopf umgreift; sowie einen Dichtungsbalg, der an der Gelenkstange und dem Gelenkaußenteil den kugelförmigen Kopf abdichtend befestigt ist; wobei der Dichtungsbalg an der Seite des Gelenkaußenteils ausschließlich an der Kunststoff-Lagerschale dichtend befestigt ist.The invention provides a remedy for this, by a sealed ball joint comprising: one Articulated rod with a spherical Head; an outer joint part with a housing made of metal and a bearing shell fixed in the metal housing made of plastic that is spherical Embraces head; as well as a bellows attached to the joint rod and the outer joint part the spherical Head is sealingly attached; with the bellows on the side of the outer joint part exclusively is sealingly attached to the plastic bearing shell.

Es hat sich herausgestellt, daß sich durch die Kombination der vorstehenden Merkmale das Problem einer Unterwanderung der Dichtung überraschend einfach und dennoch sehr wirkungsvoll beseitigen läßt. Damit wird der Korrosionsschutz verbessert und die Lebensdauer des Kugelgelenks verlängert.It has been found that the combination of the above features the problem of infiltration the seal surprising can be removed easily and yet very effectively. In order to corrosion protection is improved and the lifespan of the ball joint extended.

Die Dichtung ist vollständig im Kunststoff gelagert, was die Unterwanderung durch Schmutz und Feuchtigkeit wirkungsvoll verhindert.The seal is completely in the Plastic stored, which is the infiltration by dirt and moisture effectively prevented.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Kunststoff-Lagerschale an ihrem radialen Außenumfang eine Nut zur Aufnahme eines Befestigungsabschnitts des Dichtungsbalgs auf. Damit wird eine besonders stabile Anbindung des Dichtungsbalgs erzielt, der mit einem Abschnitt in der Nut aufgenommen werden kann.According to an advantageous embodiment the invention has the plastic bearing shell on its radial outer periphery a groove for receiving a fastening portion of the bellows on. This creates a particularly stable connection of the sealing bellows achieved that can be accommodated with a section in the groove.

Vorzugsweise besitzt die Nut der Kunststoff-Lagerschale ein U-förmiges Profil, so daß sich bei einem Verklemmen des Dichtungsbalgs in der Nut ein langer Dichtungsweg ergibt und damit die Gefahr einer Unterwanderung der Dichtung durch Schmutz und oder Feuchtigkeit weiter verringert.Preferably, the groove has Plastic U-shaped cup Profile, so that at a jamming of the sealing bellows in the groove a long sealing path results in the risk of dirt infiltrating the seal and or further reduce moisture.

An dem Dichtungsbalg kann gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dessen Befestigungsabschnitt als umlaufende Falte ausgebildet sein, welche sich in die Nut der Kunststoff-Lagerschale hineinerstreckt und in dieser durch einen Spannring festgelegt ist.According to a further, advantageous embodiment of the invention, its fastening section be formed as a circumferential fold, which is in the groove of the Plastic bearing shell stretched in and in this by one Tension ring is set.

Die Herstellung der Kunststoff-Lagerschale erfolgt mit üblichen Verfahren in geeigneten Formwerkzeugen. Im Hinblick auf die Nut ergibt sich praktisch die Notwendigkeit eines dreiteiligen Formwerkzeugs. Um dennoch mit einem zweiteiligen Formwerkzeug arbeiten zu können, ist es möglich, eine Flanke der Nut durch Ultraschallumformen herzustellen. In der Regel wird dies die axial außenseitige Flanke der Nut sein. Vorteilhaft ist dies besonders dann, wenn diese Technik ohnehin zur Festlegung der Lagerschale in dem Gehäuse verwendet wird, woraus ein besonders günstiger Fertigungsablauf resultiert.The plastic bearing shell is manufactured with usual Process in suitable molds. In terms of the groove there is practically the need for a three-part mold. In order to still be able to work with a two-part molding tool it possible to produce a flank of the groove by ultrasonic forming. In the Usually this becomes the axially outside flank be the groove. This is particularly advantageous if this technique used anyway to fix the bearing shell in the housing becomes what a particularly favorable one Manufacturing process results.

Im Hinblick auf eine hohe Güte der Dichtwirkung liegt das Verhältnis von Nuttiefe zu Nutbreite bevorzugt zwischen 0,4 und 1.With regard to a high quality of the sealing effect is the relationship from groove depth to groove width, preferably between 0.4 and 1.

Um bei optimaler Festlegung des Dichtungsbalgs Verletzungen desselben zu vermeiden, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die axial außenseitige Flanke der Nut weniger hoch als die axial innenseitige Flanke der Nut.In order to optimally fix the sealing bellows Avoiding injury to the same is another advantageous one Embodiment of the invention, the axially outer flank of the groove less high than the axially inner flank of the groove.

Unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten, insbesondere mit Blick auf das benötigte Formwerkzeug und eine einfache Formgebung der Lagerschale sowie unter montagetechnischen Gesichtspunkten ist die Kunststoff-Lagerschale von einer Seite in das Metall-Gehäuse eingeführt und stützt sich im Zusammenbauzustand auf der Seite der Nut mit einem Absatz an dem Metall-Gehäuse ab.From a manufacturing point of view, especially with a view to the required mold and one simple shape of the bearing shell and under assembly technology The plastic bearing shell is from one side in the metal case introduced and supports when assembled on the side of the groove with a shoulder on the metal case from.

Die eigentliche Festlegung der Kunststoff-Lagerschale erfolgt dann bevorzugt auf der gegenüberliegenden Seite. Hierbei kommen unterschiedliche Befestigungstechniken in Frage.The actual definition of the plastic bearing shell is then preferably done on the opposite side. in this connection different fastening techniques come into question.

Eine erste, vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, die Kunststoff-Lagerschale an ihrer der Dichtungsbalgbefestigung bzw. der Nut gegenüberliegenden Seite durch Ultraschallumformen an dem Metall-Gehäuse zu befestigen.A first, advantageous option consists of attaching the plastic bearing shell to the sealing bellows or the groove opposite Attach side to the metal housing by ultrasonic forming.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Möglichkeit ist das Metall-Gehäuse mit einem Abschnitt der Kunststoff-Lagerschale verrollt, welcher der Dichtungsbalgbefestigung bzw. der Nut gegenüberliegt.According to another advantageous possibility is the metal case with a section of the plastic bearing shell that rolls the sealing bellows fastening or the groove is opposite.

Außerdem ist es möglich, die Kunststoff-Lagerschale an ihrer der Dichtungsbalgbefestigung bzw. der Nut gegenüberliegenden Seite mit dem Metall-Gehäuse zu verklipsen, da diese Verbindung selbst nicht mehr dicht zu sein braucht.It is also possible to Plastic bearing shell on the sealing bellows attachment or opposite the groove To clip the side to the metal case, since this connection itself no longer needs to be tight.

In die Befestigung der Kunststoff-Lagerschale an dem Metall-Gehäuse kann zusätzlich eine Kappe zum Abdecken des Gelenks eingebunden werden, so daß die Befestigung in einem einzigen Vorgang möglich ist.In the fastening of the plastic bearing shell on the metal case can additionally a cap to cover the joint can be bound so that the attachment possible in a single operation is.

Angesichts des damit verbundenen Montageaufwands und im Hinblick auf eine hohe Dichtwirkung ist jedoch gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Kunststoff-Lagerschale an der dem Dichtungsbalg gegenüberliegenden Seite integral mit einer den Kugelkopf dichtenden Kappe ausgebildet. Dies vermindert sowohl den Montageaufwand als auch das Korrosionsrisiko durch eine hermetische Dichtung.Given the associated Assembly effort and with a view to a high sealing effect according to one advantageous embodiment of the invention, the plastic bearing shell on the opposite side of the sealing bellows Side integrally formed with a cap sealing the ball head. This reduces both the assembly effort and the risk of corrosion through a hermetic seal.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention is explained below of exemplary embodiments illustrated in the drawing. The Drawing shows in:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein abgedichtetes Kugelgelenk nach der Erfindung, 1 a first embodiment of a sealed ball joint according to the invention,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein abgedichtetes Kugelgelenk nach der Erfindung, und in 2 a second embodiment of a sealed ball joint according to the invention, and in

3 ein herkömmliches, abgedichtetes Kugelgelenk. 3 a conventional, sealed ball joint.

In 3 ist ein abgedichtetes Kugelgelenk 1 herkömmlicher Bauart dargestellt, das lediglich eine Variante aus einer Vielzahl von bekannten Formen repräsentiert. Dieses Kugelgelenk 1 weist eine Gelenkstange 2 mit einem kugelförmigen Kopf 3 und ein Gelenkaußenteil 4 auf. Das Gelenkaußenteil 4 umfaßt ein Gehäuse 5 aus Metall und eine Lagerschale 6 aus Kunststoff, die in dem Metall-Gehäuse 5 festgelegt ist. Wie 3 zeigt, umgreift die Lagerschale 6 den kugelförmigen Kopf 3 derart, daß einerseits zwar eine Schwenkbewegung zwischen beiden möglich ist, andererseits jedoch der kugelförmige Kopf 3 in der Lageschale 6 gehalten bleibt. Weiterhin ist ein Dichtungsbalg 7 vorgesehen, der an der Gelenkstange 2 und dem Gelenkaußenteil 4 befestigt, um den kugelförmigen Kopf abzudichten.In 3 is a sealed ball joint 1 shown conventional design, which only represents a variant of a variety of known shapes. This ball joint 1 has an articulated rod 2 with a spherical head 3 and an outer joint part 4 on. The outer joint part 4 includes a housing 5 made of metal and a bearing shell 6 made of plastic, which in the metal housing 5 is set. How 3 shows, encompasses the bearing shell 6 the spherical head 3 such that on the one hand a swiveling movement between the two is possible, but on the other hand the spherical head 3 in the layer shell 6 remains held. There is also a sealing bellows 7 provided on the hinge rod 2 and the outer joint part 4 attached to seal the spherical head.

Bei dem bekannten Kugelgelenk 1 ist ein Befestigungsabschnitt 8 des Dichtungsbalgs 7 zwischen dem Gehäuse 5 und der Lageschale 6 eingeklemmt. Bei einer Bewegung des Gelenks entsteht eine Pumpwirkung, infolge derer die Dichtung durch Schmutz und Feuchtigkeit unterwandert werden kann.In the known ball joint 1 is a mounting section 8th of the sealing bellows 7 between the housing 5 and the shell 6 trapped. Movement of the joint creates a pumping effect, which can cause dirt and moisture to infiltrate the seal.

Dies wird bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen nach den 1 und 2 vermieden.This is the case with the exemplary embodiments according to the invention 1 and 2 avoided.

Das erste Ausführungsbeispiel nach 1 entspricht in seiner Grundstruktur dem abgedichteten Kugelgelenk 1 aus 3. Dementsprechend weist das erfindungsgemäße Kugelgelenk 10 des ersten Ausführungsbeispiels wiederum die folgenden Bestandteile auf, nämlich eine Gelenksstange 12 mit einem kugelförmigen Kopf 13, ein Gelenkaußenteil 14 mit einem Gehäuse 15 aus Metall und einer in dem Metall-Gehäuse 15 festgelegten Lagerschale 16 aus Kunststoff, sowie einen Dichtungsbalg 17, der an der Gelenkstange 12 und dem Gelenkaußenteil 14 dichtend befestigt ist.The first embodiment according to 1 corresponds in its basic structure to the sealed ball joint 1 out 3 , Accordingly, the ball joint according to the invention 10 of the first embodiment in turn on the following components, namely an articulated rod 12 with a spherical head 13 , an outer joint part 14 with a housing 15 made of metal and one in the metal housing 15 fixed bearing shell 16 made of plastic, as well as a sealing bellows 17 that on the joint rod 12 and the outer joint part 14 is sealingly attached.

Im Unterschied zu der herkömmlichen Bauweise ist der Dichtungsbalg 17 an der Seite des Gelenkaußenteils 14 ausschließlich an der Kunststoff-Lagerschale 16 befestigt. Die Dichtung wird so nicht mehr durch Schmutz und Wasser unterwandert, da sie vollständig an der Kunststoff-Lageschale 16 und damit ohne Berührung mit dem Metall-Gehäuse 15 erfolgt.In contrast to the conventional design, the sealing bellows 17 on the side of the outer joint part 14 only on the plastic bearing shell 16 attached. This means that the seal is no longer infiltrated by dirt and water, since it is completely on the plastic layer shell 16 and therefore without contact with the metal housing 15 he follows.

Zu diesem Zweck ist an einem aus dem Metall-Gehäuse 15 hinausragenden Abschnitt der Kunststoff-Lageschale 16 eine an derem radialen Außenumfang umlaufende Nut 18 vorgesehen, welche im Zusammenbauzustand einen Befestigungsabschnitt des Dichtungsbalgs 17 aufnimmt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Nut 18 ein U-förmiges Profil auf, deren Flanken 19 und 20 einander gegenüberliegen und im wesentlichen radial zur Längsachse A der Lageschale 16 verlaufen. Das Verhältnis von Nuttiefe zu Nutbreite liegt zwischen 0,4 und 1. Jedoch sind für die Nut 18 auch andere Profilform möglich. Denkbar ist beispielsweise auch eine V-förmige oder bogenförmige Ausgestaltung.For this purpose it is made of a metal housing 15 protruding section of the plastic layer shell 16 a circumferential groove on its radial outer circumference 18 provided which in the assembled state a fastening portion of the sealing bellows 17 receives. In the embodiment shown here, the groove 18 a U-shaped profile on whose flanks 19 and 20 opposite each other and substantially radially to the longitudinal axis A of the shell 16 run. The ratio of groove depth to groove width is between 0.4 and 1. However, for the groove 18 other profile shapes are also possible. A V-shaped or arc-shaped configuration is also conceivable, for example.

Der Befestigungsabschnitt des vorzugsweise aus einem flexiblem Elastomer oder Gummi bestehenden Dichtungsbalgs 17 ist hier als umlaufende Falte 21 ausgebildet. Diese Falte 21 erstreckt sich in die Nut 18 hinein und ist in dieser durch einen Spannring 22 dichtend festgeklemmt. In Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann der Befestigungsabschnitt auch als Wulst ausgebildet werden, der spannringfrei mit der Nut verklemmt ist. Möglich ist überdies, den Befestigungsabschnitt zusätzlich durch eine Klebung zu sichern oder den Befestigungsabschnitt in der Nut 18 anzuvulkanisieren.The fastening section of the sealing bellows, which preferably consists of a flexible elastomer or rubber 17 is here as a circumferential fold 21 educated. That fold 21 extends into the groove 18 and is in this by a clamping ring 22 tightly clamped. In a modification of the exemplary embodiment, the fastening section can also be designed as a bead which is clamped to the groove without tension rings. It is also possible to additionally secure the fastening section with an adhesive or the fastening section in the groove 18 vulcanize.

Wie 1 zeigt, ist die axial außenseitige Flanke 20 der Nut 18 weniger hoch gewählt als deren axial innenseitige Flanke 19. Damit wird bei kompakter Bauweise einer eventuellen Verletzung oder frühzeitigen Ermüdung des Dichtungsbalgs 17 vorgebeugt. Dabei kann eine Flanke der Nut 18, hier die Außenseiteflanke 20, durch Ultraschallumformen hergestellt sein, wodurch sich die Gestaltung der für die Herstellung der Kunststoff-Lagerschale 16 benötigten Formwerkzeug vereinfacht. Besonders vorteilhaft dies insbesondere dann, wenn die Kunststoff-Lagerschale 16 durch eine Ultraschallverbördelung in dem Metall-Gehäuse 15 befestigt wird.How 1 shows is the axially outside flank 20 the groove 18 chosen less high than their axially inner flank 19 , With a compact design, this prevents possible damage or early fatigue of the sealing bellows 17 prevented. This can be a flank of the groove 18 , here the outside flank 20 , Be produced by ultrasonic forming, which changes the design of the plastic bearing shell 16 required molding tool simplified. This is particularly advantageous when the plastic bearing shell 16 by ultrasonic crimping in the metal housing 15 is attached.

1 zeigt einen solche Ultraschallverbördelung. Bei der Montage des Gelenkaußenteils 14 wird die Kunststoff-Lagerschale 16 von einer Seite in das Metall-Gehäuse 15 eingeführt. Dabei gelangt ein im Bereich vor der Nut 18 ausgebildeter Absatz 23 der Kunststoff-Lagerschale 16 gegen eine Stirnseite 24 des Metall-Gehäuses 15 in Anlage. In dieser Stellung ragt ein Abschnitt 25 der Kunststoff-Lagerschale 16 auf der anderen Seite aus dem Metall-Gehäuse 15 hinaus. Zum Zweck der Festlegung der Kunststoff-Lagerschale 16 wird dieser Abschnitt 25 mittels Ultraschall umgebördelt, so daß das Metall-Gehäuse 15 zwischen zwei Flanschen der Kunststoff-Lagerschale 16 eingespannt ist. 1 shows such an ultrasonic crimp. When assembling the outer joint part 14 becomes the plastic cup 16 from one side into the metal housing 15 introduced. It gets in the area in front of the groove 18 trained paragraph 23 the plastic cup 16 against an end face 24 of the metal case 15 in Appendix. A section protrudes in this position 25 the plastic cup 16 on the other hand from the metal case 15 out. For the purpose of determining the plastic bearing shell 16 this section 25 flanged by means of ultrasound, so that the metal housing 15 between two flanges of the plastic bearing shell 16 is clamped.

Anstelle einer Ultraschallverbördelung kann zum Zweck der Festlegung der Kunststoff-Lagerschale 16 in dem Metall-Gehäuse 15 letzteres mit einem Abschnitt der Kunststoff-Lagerschale 16 verrollt werden, welcher der Nut 18 gegenüberliegt. Allerdings ergibt sich wegen dem Absatz 23 dann eine aufwendigere Gestalt für das Metall-Gehäuse 15 und die Kunststoff-Lagerschale 16.Instead of ultrasonic crimping, the plastic bearing shell can be used for the purpose 16 in the metal case 15 the latter with a section of the plastic bearing shell 16 be rolled, which of the groove 18 opposite. However, because of the sales 23 then a more elaborate shape for the metal housing 15 and the plastic cup 16 ,

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich durch die Festlegung der Kunststoff-Lagerschale 16 in dem Metall-Gehäuse 15 unterscheidet. Anstelle mit Hilfe einer Ultraschallverbördelung ist dort die Kunststoff-Lagerschale 16 an ihrer der Nut 18 gegenüberliegenden Seite mit dem Metall-Gehäuse 15 verklipst. 2 shows a second embodiment, which differs from the first embodiment only by fixing the plastic bearing shell 16 in the metal case 15 different. Instead of using ultrasonic crimping, the plastic bearing shell is there 16 at their the groove 18 opposite side with the metal case 15 clipped.

Dazu weist die Kunststoff-Lagerschale 16 einen vorspringenden Abschnitt 26 auf, welcher so hinterschnitten ist, daß sich dieser beim Durchführen durch das Metall-Gehäuse 15 elastisch radial nach innen verformen kann. Um das Einführen in das Metall-Gehäuse 15 bzw. dessen zylindrische Aufnahmeöffnung für die Kunststoff-Lagerschale 16 zu erleichtern, weist der vorspringenden Abschnitt 26 eine Führungsschräge 27 auf. Gelangt der Abschnitt 26 nach dem Durchführen durch das Metall-Gehäuse 15 auf der anderen Seite hinaus, so entspannt sich dieser radial nach außen, wobei ein Überstand 28 mit der Stirnseite 29 des Metall-Gehäuses 15 verhakt. Vorzugsweise sind eine Vielzahl von derartigen Abschnitten 26 vorgesehen. Denkbar ist auch, den Abschnitt 26 quasi umlaufend auszubilden. Geeignete Schlitze erlauben dann eine leichtere elastische Verformung für die Durchführung durch das Metall-Gehäuse 15.The plastic bearing shell points to this 16 a projecting section 26 on, which is undercut so that this is when passing through the metal housing 15 can deform elastically radially inwards. To insert into the metal case 15 or its cylindrical receiving opening for the plastic bearing shell 16 the projecting section shows 26 a lead slope 27 on. Get to the section 26 after passing through the metal case 15 on the other side, this relaxes radially outwards, leaving a protrusion 28 with the face 29 of the metal case 15 hooked. A plurality of such sections are preferred 26 intended. The section is also conceivable 26 to train practically all around. Suitable slots then allow easier elastic deformation for the passage through the metal housing 15 ,

Zur vollständigen Abdichtung des Gelenks ist der Dichtungsbalg 17 mit einem zweiten Befestigungsabschnitt 30 in einer Nut 31 der Gelenkstange 12 dichtend festgelegt. Zum Verspannen kann hier wiederum ein Spannring 32 verwendet werden.The sealing bellows is for complete sealing of the joint 17 with a second attachment section 30 in a groove 31 the joint rod 12 sealed. A tension ring can be used here for tensioning 32 be used.

An der dem Dichtungsbalg 17 gegenüberliegenden Seite ist für eine hermetische Dichtung des Kugelkopfes 13 eine Gelenkkappe 33 integral mit der Kunststoff-Lagerschale 16 ausgebildet. Möglich wäre hier jedoch auch die Anbringung einer separaten Kappe, entweder unmittelbar an der Kunststoff-Lagerschale 16 oder aber an dem Metall-Gehäuse 15. Jedoch würde letzteres den Herstellungs- und Montageaufwand erheblich vergrößern.At the sealing bellows 17 opposite side is for a hermetic seal of the ball head 13 a joint cap 33 integral with the plastic cup 16 educated. However, it would also be possible to attach a separate cap, either directly to the plastic bearing shell 16 or on the metal housing 15 , However, the latter would significantly increase the manufacturing and assembly costs.

Die vorstehend erläuterten Kugelgelenke 10 nach der Erfindung (vgl. 1 und 2) zeichnen sich gegenüber dem herkömmlichen Kugelgelenk (vgl. 3) durch eine deutlich verbesserte Dichtwirkung aus, wodurch ein höherer Korrosionsschutz und eine längere Lebensdauer erzielt werden. Die Erfindung jedoch nicht auf die in den 1 und 2 dargestellten Kugelgelenke 10 beschränkt, sondern umfaßt vielmehr alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The ball joints explained above 10 according to the invention (cf. 1 and 2 ) stand out compared to the conventional ball joint (cf. 3 ) with a significantly improved sealing effect, which results in higher corrosion protection and a longer service life. The invention, however, is not based on the 1 and 2 shown ball joints 10 limited, but rather includes all the configurations defined by the claims.

11: Kugelgelenkball joint
22: Gelenkstangejoint rod
33: kugelförmiger Kopfspherical head
44: GelenkaußenteilOuter race
55: Metall-GehäuseMetal housing
66: Lagerschalebearing shell
77: Dichtungsbalgbellows
88th: Befestigungsabschnittattachment section
1010: Kugelgelenkball joint
1212: Gelenksstangejoint rod
1313: kugelförmiger Kopfspherical head
1414: GelenkaußenteilOuter race
1515: Metall-GehäuseMetal housing
1616: Lagerschalebearing shell
1717: Dichtungsbalgbellows
1818: Nutgroove
1919: innenseitige Flanke der Nut 18inside Flank of the groove 18
2020: außenseitige Flanke der Nut 18outside Flank of the groove 18
2121: Faltewrinkle
2222: Spannringclamping ring
2323: Absatzparagraph
2424: Stirnseitefront
2525: Abschnittsection
2626: Abschnittsection
2727: Führungsschrägeguide slope
2828: ÜberstandGot over
2929: Stirnseitefront
3030: zweiter Befestigungsabschnitt des Dichtungsbalgs 17second Fastening section of the sealing bellows 17
3131: Nut der Gelenkstange 12groove the joint rod 12
3232: Spannringclamping ring
3333: Kappecap

Claims

Sealed ball joint comprising: an articulated rod ( 12 ) with a spherical head ( 13 ), an outer joint part ( 14 ) with a housing ( 15 ) made of metal and one in the metal housing ( 15 ) specified bearing shell ( 16 ) made of plastic, which the spherical head ( 13 ) and a sealing bellows ( 17 ) on the articulated rod ( 12 ) and the outer joint part ( 14 ) the spherical head ( 13 Is) sealingly secured characterized in that the sealing bellows ( 17 ) on the side of the outer joint part ( 14 ) only on the plastic bearing shell ( 16 ) is attached sealingly.

Sealed ball joint according to claim 1, characterized in that the plastic bearing shell ( 16 ) a groove on its radial outer circumference ( 18 ) for receiving a fastening section of the sealing bellows ( 17 ) having.

Sealed ball joint according to claim 2, characterized in that the groove ( 18 ) the art fabric cup ( 16 ) has a U-shaped profile.

Sealed ball joint according to claim 1 or 2, characterized in that the fastening section of the sealing bellows ( 17 ) as a circumferential fold ( 21 ) is formed, which fits into the groove ( 18 ) the plastic cup ( 16 ) stretched in and in this by a clamping ring ( 22 ) is set.

Sealed ball joint according to one of claims 2 to 4, characterized in that a flank ( 19 ; 20 ) the groove ( 18 ) is produced by ultrasonic forming.

Sealed ball joint according to one of claims 2 to 5, characterized in that the ratio of Groove depth to groove width is between 0.4 and 1.

Sealed ball joint according to one of claims 2 to 6, characterized in that the axially outer flank ( 20 ) the groove ( 18 ) is less high than the axially inner flank ( 19 ) the groove ( 18 ).

Sealed ball joint according to one of claims 1 to 7, characterized in that the plastic bearing shell ( 16 ) is inserted into the metal housing from one side and has a shoulder on the side of the sealing bellows attachment ( 23 ) on the metal housing ( 15 ) supports.

Sealed ball joint according to one of claims 1 to 8, characterized in that the plastic bearing shell on its side opposite the sealing bellows fastening by ultrasonic shaping against the metal housing ( 15 ) is set.

Sealed ball joint according to one of claims 1 to 8, characterized in that the metal housing ( 15 ) with a section of the plastic bearing shell ( 16 ) is rolled, which is opposite the sealing bellows attachment.

Sealed ball joint according to one of claims 1 to 8, characterized in that the plastic bearing shell ( 16 ) on its side opposite the sealing bellows fastening with the metal housing ( 15 ) is clipped.

Sealed ball joint according to one of claims 1 to 11, characterized in that the plastic bearing shell ( 16 ) on the sealing bellows ( 17 ) opposite side integral with a ball head ( 13 ) sealing cap ( 33 ) is trained.