DE1218225B

DE1218225B - Spherical ball joint for the suspension of steering arms on the frame of motor vehicles

Info

Publication number: DE1218225B
Application number: DEU10668A
Authority: DE
Inventors: Georg Meyer; Dr-Ing Juergen Ulderup
Original assignee: JUERGEN ULDERUP DR ING
Current assignee: JUERGEN ULDERUP DR ING
Priority date: 1964-04-20
Filing date: 1964-04-20
Publication date: 1966-06-02

Description

Kugeliges Traggelenk für die Aufhängung von Radlenkem am Rahmen von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein kugeliges Traggelenk und dient zur Aufhängung von Radlenkern am Rahmen oder an der Karosserie von Kraftfahrzeu, en. Das Gelenk besteht aus einem Gehäuse, das ,9 aus zwei Schalen gebildet und in dem der Kugelkopf eines Verbindungsbolzens elastisch gelagert ist. Neuerdings werden die meistens als Dreieckslenker ausgebildeten schwenkbaren Verbindungsglieder zwischen den Rädern und dem Rahmen eines Kraftfahrzeuges auch mit Hilfe von Kugelgelenken gelagert. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die beispielsweise scharnierartig ausgebildeten Lagerungen schädlichen Einflüssen ausgesetzt sind, die sich aus den während des Fahrbetriebs häufig -auftretenden Verwindungen des Rahmens ergeben können. Die hieraus resultierenden Kräfte wirken sich hauptsächlich quer zur Schwingoungsebene der Radlenker aus und führen zu Verklenunungen in den an beiden Enden eines Dreieckslenkers, also getrennt voneinander angeordneten Scharnierlagern, besonders, wenn diese nicht miteinander fluchten.Spherical ball joint for suspending wheel links on the frame of motor vehicles The invention relates to a spherical ball joint and is used to suspend wheel links on the frame or on the body of motor vehicles. The joint consists of a housing which is formed from two shells 9 and in which the ball head of a connecting bolt is elastically mounted. Recently, the pivotable connecting links, which are mostly designed as wishbones, have also been mounted between the wheels and the frame of a motor vehicle with the aid of ball joints. It has been shown that the bearings, which are designed, for example, like hinge, are exposed to harmful influences which can result from the torsion of the frame which frequently occurs during driving. The resulting forces mainly act transversely to the plane of oscillation of the wheel control arms and lead to clogging in the hinge bearings at both ends of a wishbone arm, that is, separately from each other, especially if they are not aligned with each other.

Will man nun zwecks Umgehung solcher und anderer Nachteile. die besser geeigneten kugeligen Traggelenke zur Aufhängung von Radlenkern verwenden, so zeigen sich andere Schwierigkeiten, welche sich aus den beengten Platzverhältnissen ergeben, die gerade an der Verbindungsstelle zwischen Lenker und Rahmen vorherrschen und zum anderen in der kugeligen Ausbildung des Traggelenks ihre Ursache haben.One now wants to avoid these and other disadvantages. the better Use suitable spherical ball joints to suspend wheel control arms, as shown other difficulties arise from the limited space, which prevail at the point of connection between handlebar and frame and on the other hand, have their cause in the spherical design of the ball joint.

Die kuggelige Form des Gelenks macht es deshalb räumlich notwendig, das Gelenkgehäuse in bekannter Weise in eine öffnung des Rahmens oder der Karosserie einzulassen, um das Gelenk exakt festlegen zu können. Die Befestigung des Gelenks am Rahmen wird dabei, wie auch bekannt, mittels Schrauben vorgenommen, so daß eine lösbare Verbindung entsteht. Zu diesem Zwecke sind die das Gelenkgehäuse bildenden Blechschalen mit seitwärts gerichteten Flanschen versehen, die Durchtrittslöcher für die Befestigungsschrauben aufweisen. Bei einem Gelenk dieser Art ist es ferner bekannt, die Flansche der Gehäuseschalen mittels Hohlnieten vorläufig niiteinander zu verbinden. Diese Verbindungsglieder sind aber lediglich in den Schraublöchern vorgesehen und können deshalb die Gehäuseflansche nicht von außen zwecks Abdichtung des Gelenkgehäuses umschließen.The spherical shape of the joint therefore makes it spatially necessary the joint housing in a known manner in an opening of the frame or the body let in in order to be able to determine the joint exactly. The attachment of the joint on the frame is done, as is also known, by means of screws, so that a detachable connection is created. For this purpose, those forming the joint housing are Sheet metal shells are provided with side-facing flanges, the through-holes for the fastening screws. This is also the case with a joint of this type known, the flanges of the housing shells are provisionally niit each other by means of hollow rivets connect to. These connecting links are only in the screw holes provided and can therefore not use the housing flanges from the outside for the purpose of sealing of the joint housing.

Eine Verbindung der beiden Gehäuseschalen lediglich durch die zur Befestigung des Gelenks am Rahmen dienenden Schrauben ist aber unzureichend, weil dann Feuchtigkeit und Schmutz zwischen die Flansche hindurch in das Gelenk eindringen können. Wollte man nun, um -dies zu verhüten, zwischen den Flanschen eine entsprechend angepaßte Dichtscheibe einfügen, so muß bedacht werden, daß an dieser Stelle verhältnismäßig hohe Flächenpressungen auftreten, durch welche die Wirksamkeit einer solchen Dichtscheibe bald wieder zunichte gemacht wird.A connection of the two housing shells only through the for Attachment of the joint to the frame serving screws is inadequate because then moisture and dirt penetrate between the flanges and into the joint can. If you wanted to prevent this from happening, you wanted one between the flanges insert adapted sealing washer, it must be remembered that at this point it is proportionate high surface pressures occur, through which the effectiveness of such a sealing washer will soon be wiped out again.

Um eine völlige Abdichtung des zweischaligen Gelenkgehäuses zu erzielen, werden die Schalenflansche daher in der Regel durch Naht- oder Buckelschweißung verbunden. Der durch die hohe Schweißteniperatur entstehende Materialverzug führt jedoch häufig auch zu einem Versatz der miteinander zu verbindenden Gehäuseschalen sowie anderen zwischen dem Kugelkopf und der Gehäusawandung liegenden Gelenkteilen. Von der beim Schweißen entstehenden Hitze werden insbesondere alle zur elastischen Lagerung des Kugelkopf es, vorgesehenen Mttel, wie Lagerschalen aus Gummi oder einem anderen elastischen Werkstoff schädlich betroffen. Auch schalen- oder balgförnüge Gehäuseabdichtungen aus elastischem Werkstoff, die häufig mit ihrem oberen Ende im Inneren des Gehäuses festgelegt sind, werden der Hitze ausgesetzt, verziehen sich und verlieren ihren Sitz, wenn sie nicht zusätzlich mit Spannringen od. dgl. festgelegt sind.In order to achieve complete sealing of the double-shell joint housing, the shell flanges are therefore usually made by seam or projection welding tied together. The material distortion caused by the high welding temperature leads to it however, often also to an offset of the housing shells to be connected to one another as well as other joint parts lying between the ball head and the housing wall. In particular, all of the heat generated during welding becomes elastic Storage of the ball head it, provided means, such as bearing shells made of rubber or a other elastic material is adversely affected. Also bowl or bellow förnügen Housing seals made of elastic material, often with their upper end Set inside the case, exposed to heat, warp themselves and lose their seat if they are not additionally od with tension rings. are set.

Derartige Traggelenke sollen nun durch die Erfindung verbessert werden. Insbesondere soll neben einer lagesicheren raumsparenden Anordnung eine einfache Ausbildung des Gelenks erzielt werden, dessen Gehäuseschalen dauerhaft miteinander verbunden und vollkommen gegeneinander abgedichtet sind. Gleichzeitig sollen schädliche, beim Zusammenbau des Gelenks durch Wärinebeeinflugsung entstehende Veränderungen von Gelenkteilen vermieden werden.Such support joints are now intended to be improved by the invention. In particular, in addition to a secure, space-saving arrangement, a simple Formation of the joint can be achieved, the housing shells permanently together are connected and completely sealed against each other. At the same time, harmful, changes resulting from the assembly of the joint due to the influx of heat of joint parts can be avoided.

Demgemäß besteht die Erfindung iin, wesentlichen darin, daß ein die Ränder der, Schalenflansche umschließender Bördelring als Verbindungsglied für die Lagerschalen dient.Accordingly, the invention consists essentially in that a Edges of the flanged ring surrounding the shell flanges as a connecting link for the Serves bearing shells.

Bei einer Ausführungsform des Gelenks ist der Verbindungsflansch -der tragenden Lagerschale an seiner dem benachbarten Rahmenglied zugekehrten Oberfläche mit Erliebungen versehen, deren Höhe der jeweiligen Stärke des zwischen dem oberen Flansch des Bördelringes und der Wandung des Rahmengliedes liegendenSteges entspricht. Dadurch wird erreicht, daß sich der Schalenflansch stets in einem gleichbleibenden Abstand von der Wandung des Rahmeiigliedes befindet, so daß die obere Lagerschale sicher in ihrer Lage gehalten wird. Mit einer etwas abgewandelten Ausführungsforin wird eine weitere Vereinfachung dadurch erzielt, daß der obere Schalenflansch einen an seinem Rand umlaufenden, der Stärke des. Ringsteges entsprechenden, vorzugsweise stufenförmigen Absatz aufweist, in den sich der nach der Festlegung einwärts gerichtete Ringsteg so einfügt, daß seine Oberfläche mit der des oberen Schalenfiansches fluchtet. In diesem Falle können die als Abstandmittel dienenden Erhabungen an der Oberfläche des oberen Schalenflansches entbehrt werden.In one embodiment of the joint, the connecting flange is the bearing shell on its surface facing the adjacent frame member provided with affections, the height of which is the respective strength of the between the upper Flange of the crimp ring and the wall of the frame member lying web corresponds. This ensures that the shell flange is always in a constant Distance from the wall of the frame member is so that the upper bearing shell is held securely in place. With a slightly modified version a further simplification is achieved in that the upper shell flange a circumferential at its edge, preferably corresponding to the thickness of the ring web has step-shaped paragraph in which the inwardly directed after the definition Ring web inserts so that its surface is flush with that of the upper Schalenfiansches. In this case, the projections serving as spacing means on the surface the upper shell flange can be dispensed with.

In weiterer besonderer Ausgestaltung der Erfindungerstreckt sich der untere Steg des Bördelringes entlang der unteren Fläche des Schalenflansches bis nahezu an die Schalenwandung und ist hier derart nach unten abgebogen, daß sich zwischen der unteren Schale und dem abgewinkelten Rand des Steges ein Ringspallt ergibt, dessen Querechnitt sich nach oben erweitert. Hierdurch ist es möglich, den wullstförmig verstärkten Rand einer das Gelenkgehäuse abschließenden Bulgdichtung ohne zusätzliche I-hlfsmittel fest zu verankern.In a further special embodiment of the invention, the lower web of the crimp ring along the lower surface of the shell flange to almost to the shell wall and is bent down here in such a way that an annular space between the lower shell and the angled edge of the web results, the cross section of which expands upwards. This makes it possible to use the Bead-shaped reinforced edge of a Bulg seal closing off the joint housing Can be firmly anchored without additional I aids.

Die Erfindung läßt sich in verschiedener Weise ausführen. In der Zeichnu#ng sind zwei Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht.The invention can be carried out in various ways. In the drawing two embodiments of the invention are illustrated.

A b b. 1 zeigt ein mit dem Fahrzeugrahmen verschraubtes Kugelgelenk im Schnitt; A b b. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie I-I der A"b b. 1; A b b. 3 zeigt eine etwas geänderte Ausführungsform im Schnitt. A b b. 1 shows a section of a ball joint screwed to the vehicle frame; A b b. 2 shows a section along line II of A "b b. 1; A b b. 3 shows a somewhat modified embodiment in section.

Wie in A ib b. 1 gezeigt, ist das kugelige Gelenkgehäuse aus der oberen Tragschale 1 und der unteren Schale2 zusammengesetzt, wobei die Schale2 ,eine Durchtrittsöffnung für den Kugelbolzen3 aufweist. In dem Gehäuse ist der Kugelkopf 4 unter Zwischenschaltung eines elastischen Futters5 gelagert. Die beiden unilaufenden aufeinanderhiegen-.den Randflansche 6 und 7 der Gehäuseschalen 1 und 2 sind nun ürfindungsgemäß an ihren Kanten von einem im Querschnitt U-förinigen Ring$ umschlossen, der die Flansche fest miteinander verbindet und die Trennstelle gleichzeitig nach außen abdichtet. D.er untere Steg9 des auf kaltem Wege aufgebrachten Ringes8 erstreckt sich bis in die Nähe &r unteren Gehäuseschale2 und bildet mit seinem nach unten abg,*-Qegneu Rand 10 gemeinsam n ät der Wandung dez Schale ?c einen:- Ringspalt 11. Der Rand 10 ist dabei, so gerichtet, daß sich der Querschnitt des Ringspaltes nach oben erweitert. Dieser Ringspalt 11 dient zur Aufnahme und Festleguiag- einer Balgdichtung12, die an ihrem oberen Rand eine wuleartige Verdickung aufweist, welQhe, infolge der Elastizität Ües Dichtungswerkstoffes mühelos in den Ringspalt 11 gedrückt werden kann und hi:,er ohne Verkl . ebung oder sonstige Hilfsmittel gehalten wird.As in A ib b. 1 , the spherical joint housing is composed of the upper support shell 1 and the lower shell 2, the shell 2 having a passage opening for the ball pin 3. The ball head 4 is mounted in the housing with an elastic lining 5 interposed. The two non-running, one on top of the other, the edge flanges 6 and 7 of the housing shells 1 and 2 are now, according to the invention, enclosed at their edges by a ring with a U-shaped cross-section, which firmly connects the flanges to one another and at the same time seals the separation point to the outside. The lower web9 of the ring8 applied by cold means extends up to the vicinity of the lower housing shell2 and forms with its downward slope, * - Qegneu edge 10 together near the wall of the shell? C an: - annular gap 11. The edge 10 is directed so that the cross section of the annular gap widens upwards. This annular gap 11 is used to receive and Festleguiag- a bellows seal 12, which has a bead-like thickening on its upper edge, welQhe, due to the elasticity of the sealing material can be easily pressed into the annular gap 11 and hi:, he without Verkl . exercise or other aids.

Die Befestigung des Traggelenks am Rahmenteil 13 erfolgt durch Schrauben14, die ebenfalls den unteren Steg 9 des Ringes 8 durchsetzen. Bei der Ausführungsform, gemäß A b b. 1 liegt der obere Steg 15 des Ringes 8 auf der unverändert bis an den Rand durchlaufenden Fläche des oberen Schalenflansche 6 auf. Um eia Vertanten, dgs Flansches beim Anziehen der Schrauben 14 zu verhüten, sind an der Oberfläche des Flansches 6 warzen- oder wulstaxtige Erliebungen 16 vorgesehen, deren Höhe der Stärke, des Steges 15,entspr!Qht,. Auf diese Weise wird der durch den oberen Ste 15 bedingte Ab- stand zwischen dem Rahmentpi,1 13 und dem Schalenflansch 6 stets gleichbleibend gehalten, An Stelle der Erliebungen 16 kann beispielsweise auch ein einfacher Ring als Zwischenlage dienen.The support joint is fastened to the frame part 13 by screws 14, which also pass through the lower web 9 of the ring 8 . In the embodiment according to A b b. 1 , the upper web 15 of the ring 8 rests on the surface of the upper shell flange 6 that continues unchanged to the edge. In order to prevent a mistake, ie the flange when tightening the screws 14, the surface of the flange 6 is provided with lump or bulge ax-like reliefs 16 , the height of which corresponds to the thickness of the web 15. In this way, caused by the upper Ste 15 waste is standing between the Rahmentpi, 1 13 and the tray flange 6 is always kept constant, in place of the Erliebungen 16 may for example serve as an intermediate layer, a simple ring.

Eino einfachere Ausführung z - eigt die, Ab b. 3. Hier ist am Rande des oberen Schalenflansches 6 ein stufenförmiger Absatz 17 vorgc#sehen, der vom Steg 15 nach der Befestigung des Ringes 8 so ausgeMIlt wird, daß die Oberfläche des S,#halenflansches 6 mit der des Steges 15 fiuchtet,Eino simpler version z - isplays the b Ab. 3. Here a step-shaped shoulder 17 is provided on the edge of the upper shell flange 6 , which is designed by the web 15 after the ring 8 has been fastened in such a way that the surface of the neck flange 6 is flush with that of the web 15 ,

Claims

Claims: 1. Spherical ball joint for the suspension of wheel control arms on the frame of motor vehicles, the ball pivot of which is elastically mounted in a housing formed from two shell bodies and the housing shells are connected to one another by means of wheel flanges adapted to these, characterized in that one encloses the edges of the shell flanges Flanged ring (8) serves as a connecting link for the bearing shells.

2. Spherical ball joint according to claim 1, characterized in that the connecting flange (6) of the supporting Lagersßhalr, (1-) on its surface facing the adjacent frame member (13) has elevations (16) , the height of which is the respective thickness of the zwisphen the flange (6) and the wall of the frame member lying web (15) of the Bordelringee (8) corresponds. 3. Spherical ball joint according to claim 1, characterized in that the shell flange (6) has a preferably step-shaped corresponding to the thickness of the annular web (15) at its edge.

Paragraph (17), in which the after the determination Eiuwärts directed ring web inserts so that its surface with that of the upper Shell flange is aligned.

4. spherical ball joint according to claim 1 to 3, characterized in that the lower victory (9) of the flange (8) extends along the lower surface of the shell flange (7) almost to the wall of the shell (2) and here so down is bent so that there is an annular gap (11) between the shell wall and the angled edge of the web, the cross section of which widens upwards and which serves to anchor a thickened edge of a bellows seal. Documents considered: French Patent No. 1326 915.