DE19522336A1 - Kugelgelenkanordnung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk zum Verbinden eines Teilepaars so, daß eine Relativ-Schwenkbewegung des Teilepaars möglich ist, und insbesondere auf ein Kugelgelenk, das einen einfachen Aufbau hat und mit reduzierten Herstellungskosten hergestellt werden kann.

Ein Kugelgelenk wurde bisher zum schwenkbaren Verbinden, z. B. von einem Paar von Radaufhängungsteilen eines Automobils verwendet.

Wie in Fig. 8 gezeigt, weist ein in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokai) Nr. 2-72811 beschriebenes Kugelgelenk 50 einen Kugelbolzen 53 mit einer sphärischen Kugel 51 und einen sich von der Kugel 51 erstreckenden Stiel 52, ein Kunstharzlager 54 zum bewegbaren Abstützen der Kugel 51 des Kugelbolzens 53 und eine im wesentlichen zylinderförmige Fassung 55 zum Halten des Lagers 54, das die Kugel 51 des Kugelbolzens 53 bewegbar abstützt, auf. Beim Zusammenbauen des Kugelgelenks 50 wird das Lager 54 auf die Kugel 51 aufgesetzt, das Lager 54 und die Kugel 51 werden in den Hohlraum 55a der Fassung 55 so eingesetzt, daß der Stiel 52 des Kugelbolzens 53 durch das eine offene Ende 56 der Fassung 55 ragt, und dann wird an dem anderen offenen Ende 58 der Fassung 55 eine Abschlußplatte 57 befestigt, um das offene Ende 58 zu schließen.

Wie in Fig. 9 gezeigt, weist ein in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 62-184217 beschriebenes Kugelgelenk 60 einen Kugelbolzen 63 mit einer sphärischen Kugel 61 und einen sich von der Kugel 61 erstreckenden Stiel 62, ein Paar von Kunstharzlagern 64 und 65 zum bewegbaren Abstützen der Kugel 61 des Kugelbolzens 63 und eine Fassung 66 zum Halten des Paars von Lagern 64 und 65 auf, die die Kugel 61 bewegbar abstützen. Die Fassung 66 wird durch Verbinden eines oberen Gehäuseteils 67 und eines unteren Gehäuseteils 68 gebildet, die durch Pressen von Stahlblechen gebildet sind. Beim Zusammenbau des Kugelgelenks 60 wird das Paar von Lagern 64 und 65 auf die Kugel 61 gesetzt, das Paar von Lagern 64 und 65 kombiniert mit der Kugel 61 wird dann zwischen das obere Gehäuseteil 67 und das untere Gehäuseteil 68 eingesetzt, und dann werden das obere Gehäuseteil 67 und das untere Gehäuseteil 68 durch Umfalten des Rands 68a des unteren Gehäuseteils 68 zum Komplettieren des Kugelgelenks 60 fest verbunden.

Einige Probleme treten bei diesen Kugelgelenken des Stands der Technik auf.

Als erstes haben die Kugelgelenke eine verhältnismäßig große Anzahl von Teilen, die deren Herstellungskosten erhöhen. Das genannte Kugelgelenk 50 benötigt ein Lager 54 und die Abschlußplatte 57. Der Rand 55c der Fassung muß nach dem Einpassen des Rands der Abschlußplatte 57 in eine in der Fassung 55 gebildete Nut 55b verstemmt werden, um die Abschlußplatte 57 fest an der Stelle anzubringen, was zusätzliche Zeit beim Zusammenbau erfordert.

Ähnlich benötigt das oben genannte Kugelgelenk 60 das Paar von Lagern 64 und 65, das obere Gehäuseteil 67 und das untere Gehäuseteil 68. Der Rand 68a des unteren Gehäuseteils 68 muß nach dem Zusammenbauen dieser Teile umgefaltet werden, um das obere Gehäuseteil 67 und das untere Gehäuseteil 68 fest miteinander zu verbinden, was zusätzliche Zeit beim Zusammenbau erfordert.

Zum zweiten sind spezielle Herstellungsanlagen zum Herstellen dieser Kugelgelenke des Stands der Technik nötig. Zum Formen der Fassung 55 des genannten Kugelgelenks 50 muß ein Ende einer Stange 59 durch Kaltschmieden und daran angeschlossenes Bearbeiten zum Formen des offenen Endes 56, durch das der Stiel 52 des Kugelbolzens 53 nach außen ragt, des Hohlraums 55a zum Aufnehmen der Kugel 51 und des Paars von Lagern 54 und der Nut 55b zum Festhalten der Abschlußplatte 57 so bearbeitet werden, daß es die Gestalt der Fassung 55 erhält. Deshalb sind teure Schmiedeformen zum Kaltschmieden der Fassung 55 und Bearbeitungsanlagen für die Herstellung des Kugelgelenks 50 nötig.

Ähnlich benötigt man für die Herstellung des genannten Kugelgelenks 60 teure Preßformen zum Preßbearbeiten der Stahlbleche, um das obere Gehäuseteil 67 und das untere Gehäuseteil 68 der Fassung 66 zu formen, und eine Biegepresse, um das obere Gehäuseteil 67 und das untere Gehäuseteil 68 fest miteinander zu verbinden.

Deshalb haben die Kugelgelenke im Stand der Technik einen komplizierten Aufbau, sind aus vielen Teilen zusammengesetzt und erfordern für die Herstellung und den Zusammenbau viel Zeit. Da für die Herstellung der Kugelgelenke des Stands der Technik Spezialanlagen einschließlich teurer Formen benötigt werden, können die Herstellungskosten der Kugelgelenke des Stands der Technik nicht reduziert werden.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kugelgelenk mit einer vergleichbar geringen Anzahl von Bauteilen bereitzustellen, das einfach zusammengebaut werden kann und ohne teure Anlagen zu benötigen hergestellt werden kann.

Mit dem genannten Ziel vor Augen, liefert die vorliegende Erfindung ein Kugelgelenk zum Verbinden eines Teilepaars so, daß die Relativ- Schwenkbewegung des Teilepaars möglich ist, aufweisend:
einen Kugelbolzen zum Verbinden mit einem Teil des Teilepaars, eine Lagerabstützstange zum Verbinden mit dem anderen Teil, und ein Lager zum Verbinden des Kugelbolzens und der Lagerabstützstange, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelbolzen eine sphärische Kugel und einen sich von der Kugel erstreckenden Stiel zum Verbinden mit einem Teil des Teilepaars besitzt, daß die Lagerabstützstange einen stabförmigen Körper zum Verbinden mit dem anderen Teil und einen ringförmigen Kopf besitzt, der durch Biegen eines Endes des stangenförmigen Körpers gebildet wurde, und daß das Lager eine sphärische Innenseite, die bewegbar so zu der Kugel paßt, daß sie mindestens die Hälfte der Kugel überdeckt, ein offenes Ende, durch das der Stiel, der sich von der in die sphärische Innenseite eingesetzten Kugel erstreckt, nach außen ragt, und eine daran so gebildete Verjüngung aufweist, daß es in den ringförmigen Kopf der Stange eingepaßt werden kann, und wobei die Verjüngung des Lagers, das den Kugelbolzen mit der in die sphärische Innenseite eingesetzten Kugel abstützt, in den ringförmigen Kopf der Stange eingepaßt ist.

Vorzugsweise besitzt das Lager eine Verjüngung, die durch Bilden einer Ringkehlung in dessen Außenseite so geformt ist, daß sie in den ringförmigen Kopf der Lagerabstützstange paßt, wobei das Lager aus einem elastischen Polymermaterial besteht, das ein Weiten des offenen Endes des Lagers in einem Ausmaß zuläßt, das der Kugel das Passieren des geweiteten offenen Endes in das Lager erlaubt; ebenso wird die Verjüngung des Lagers in den ringförmigen Kopf der Lagerabstützstange eingepaßt nach dem Einpassen der Kugel in das Lager.

Ein Kugelgelenk gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen einzigen Kugelbolzen, ein einziges Lager und eine einzige Lagerabstützstange auf, besitzt eine vergleichsweise geringe Anzahl von Bauteilen, die in ihrem Aufbau einfach sind und leicht zusammengebaut werden können. Da der ringförmige Kopf der Lagerabstützstange zum Halten des Lagers durch Biegen einer Stange gebildet werden kann, erfordert die Herstellung des Kugelgelenks keine teuren Herstellungsanlagen zum Formen der Fassung durch Schmieden und Formen der Gehäuseteile durch Pressen, was für die Herstellung der Kugelgelenke des Stands der Technik nötig ist.

Der ringförmige Kopf der Lagerabstützstange ist mit einem Innendurchmesser gebildet, der im Zustand vor dem Einpassen in den ringförmigen Kopf kleiner als der Außendurchmesser der Verjüngung des Lagers ist, so daß das Lager durch den ringförmigen Kopf der Lagerstützstange zusammengedrückt werden kann und folglich das Lager nicht aus dem ringförmigen Kopf der Lagerabstützstange fallen kann. So kann die Kugel des Kugelbolzens nicht aus dem Lager heraus. Eine große Belastung kann durch das Lager zwischen der Lagerabstützstange und dem Kugelbolzen übertragen werden.

Wird der ringförmige Kopf der Lagerabstützstange so geformt, daß das Ende des Teils der Stange, der den ringförmigen Kopf bildet, von der Außenseiter eines Teils der Stange, der den stangenförmigen Körper oder den ringförmigen Kopf bildet, beabstandet ist, so ist das Einstellen der Genauigkeit bei der Wechselwirkung des Innendurchmessers des ringförmigen Kopfes erleichtert. D. h. der Innendurchmesser des ringförmigen Kopfes kann leichter korrekt auf die Verjüngung am Lager eingestellt werden.

Das Befestigen des Endes des den ringförmigen Kopf bildenden Teils der Stange an der Außenfläche des den stangenförmigen Körper oder den ringförmigen Kopf bildenden Teils der Stange verhindert eine ausweitende Verformung des ringförmigen Kopfes und verhindert, daß das Lager aus dem ringförmigen Kopf fällt.

Wenn die Verjüngung des Lagers durch das Formen einer Kehlung an der Außenseite eines Teils des mit der Außenseite der Lagerabstützstange in Eingriff zu setzenden Lagers gebildet wird, kann das Lager in den ringförmigen Kopf fest eingesetzt werden, so daß das Lager nicht aus dem ringförmigen Kopf fallen kann.

Wenn das Lager so geformt ist, daß der Mittelkreis der Kehlung und die Mitte der sphärischen Innenseite in einer Ebene liegen, wird keine Kraft, die das Lager tendenziell von der Kugel des Kugelbolzens drängen könnte, auf das Lager wirken, selbst wenn eine äußere Kraft auf den ringförmigen Kopf der Lagerabstützstange wirkt.

Wenn die Verjüngung des Lagers nahe dem offenen Ende des Lagers gebildet ist, wird das offene Ende des Lagers durch den ringförmigen Kopf zusammengedrückt, so daß das offene Ende sich nicht ausdehnen kann, und folglich kann deshalb die Kugel des Kugelbolzens nicht aus dem Lager heraus.

Wenn in der Nähe der Verjüngung des Lagers ein Positionierungsvorsprung gebildet ist, der mit der Lagerabstützstange in Anlage kommt, wenn das Lager an der Lagerabstützstange in Position gebracht ist, kann die Verjüngung des Lagers in Relation zu dem ringförmigen Kopf korrekt positioniert werden.

Wenn der stangenförmige Körper der Lagerabstützstange so geformt ist, daß die Verlängerung seiner Längsachse durch die Mitte der Kugel des Kugelbolzens hindurchgeht, kann eine Längskraft, die auf die Lagerabstützstange wirkt, auf die Mitte der Kugel aufgebracht werden, so daß die Aufbringung einer äußeren Kraft, die tendenziell das Lager von der Kugel herunterdrängt, auf das Lager verhindert werden kann.

Wenn das das Lager bildende Polymermaterial ein Elastomer ist, kann das offene Ende des Lagers geweitet werden, um der Kugel des Kugelbolzens ein Passieren des offenen Endes des Lagers zu ermöglichen.

Wenn die Lagerabstützstange durch Verarbeiten eines Federstahlstangenmaterials gebildet ist, ist der Widerstand des ringförmigen Kopfes gegen die Wirkung einer auf die Lagerabstützstange aufgebrachte Längskraft, die tendenziell den ringförmigen Kopf erweitert, höher als wenn die Lagerabstützstange durch Verarbeiten eines Baustahl-Stangenmaterials üblicher Struktur gebildet worden wäre. Deshalb kann die Lagerabstützstange, die durch Verarbeiten eines Federstahlstangenmaterials hergestellt wurde, ein Herausfallen des Lagers aus dem ringförmigen Kopf effektiver verhindern als eine Lagerabstützstange, die durch Verarbeiten eines Baustahl-Stangenmaterials üblicher Struktur hergestellt wurde.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von teilweise schematisiert dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Aufhängung bei einem Automobil, die zum Erklären der Position eines Verbindungselements verwendet wird, bei dem ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk verwendet wird;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Verbindungselement;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Lagerabstützstange;

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Lagerabstützstange;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Abwandlung der in Fig. 3 gezeigten Lagerabstützstange;

Fig. 6 eine Ansicht auseinandergezogen und zum Teil im Längsschnitt vom Zusammenbau eines Kugelbolzens und eines Lagers;

Fig. 7 eine Ansicht auseinandergezogen und zum Teil im Längsschnitt vom Zusammenbau eines Kugelbolzens, eines Lagers und einer Lagerabstützstange;

Fig. 8 ein Kugelgelenk des Standes der Technik zum Teil im Längsschnitt; und

Fig. 9 ein anderes Kugelgelenk des Standes der Technik zum Teil im Längsschnitt.

Kugelgelenke in bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf Fig. 1 bis 7 detaillierter beschrieben.

Der Aufbau einer Automobil-Radaufhängung, die erfindungsgemäße Kugelgelenke enthält, wird vor der Beschreibung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. In Fig. 1 weist jede Aufhängung eines Doppeldreieckslenker- Aufhängungssystems 1 einen A-förmigen oberen Arm 2 und ein Paar von unteren Armen 3 und 4 auf. Ein Stabilisator 5 erstreckt sich zwischen den Aufhängungen, um ein seitliches Neigen der Karosserie zu unterdrücken, wenn das Auto um Kurven fährt. Die entgegengesetzten Enden 6 des Stabilisators 5 sind jeweils durch Verbindungselemente 8 mit Anschlußstücken 7 verbunden, die an den unteren Armen angebracht sind.

Das Verbindungselement 8 weist eine Lagerabstützstange 10, die an ihren entgegengesetzten Enden jeweils mit ringförmigen Köpfen versehen ist, ein Paar von Lagern 20, die jeweils in die ringförmigen Köpfe 12 eingepaßt sind, Kugelbolzen 30, die jeweils von den Lagern 20 abgestützt sind, und Staubschutzkappen 40 auf. Jeder der ringförmigen Köpfe 12 der Lagerabstützstange 10 bildet zusammen mit dem in den ringförmigen Kopf 12 eingepaßten Lager 20 und dem von dem Lager 20 abgestützten Kugelbolzen 30 ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk 100. So ist das Verbindungselement 8 durch das Verbinden der zwei Kugelgelenke 100 durch den geraden Körper 11 der Lagerabstützstange 10 gebildet.

Gemäß Fig. 2 ist die Abstützstange 10 durch Verarbeiten eines warmgewalzten Stangenmaterials mit kreisförmigem Querschnitt gebildet und besitzt einen geraden Körper 11, und die durch Biegen der entgegengesetzten Enden des Körpers 11 geformten ringförmigen Köpfe 12. Die Lagerabstützstange 10 kann durch sehr einfache Arbeitsschritte geformt werden, d. h. dem Arbeitsschritt des Abschneidens einer Stange festgelegter Länge von einer Spule von warmgewalzten Stangenmaterial und dem Arbeitsschritt des Biegens der entgegengesetzten Enden der Stange bei Raumtemperatur. Deshalb sind teure Herstellungsanlagen, wie eine Kaltschmiedeanlage, die zum Herstellen der Fassung des Kugelgelenks des Stands der Technik nötig ist, und eine Presse zum Formen der Platten-Gehäuseteile nicht nötig, und die Lagerabstützstange 10 kann bei geringen Kosten in kurzer Zeit geformt werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist das Ende 13 des den ringförmigen Kopf 12 bildenden Teils der Stange mit der Außenseite 12a des ringförmigen Kopfs 12 in Kontakt. Wenn der ringförmige Kopf 12 so gebildet ist, daß zwischen dem Ende 13 und der Außenseite 12a des ringförmigen Kopfes 12 ein Abstand besteht, ist das Arbeiten zum Formen des ringförmigen Kopfes 12 zu einem bestimmten Innendurchmesser Dr erleichtert. Wenn das Ende 13 an der Außenseite 12a angeschweißt ist, ist ein Erweitern des ringförmigen Kopfes 12 verhindert, und die Genauigkeit der Passung zwischen dem ringförmigen Kopf 12 und dem Lager 20 kann vergrößert werden. Wenn die Lagerabstützstange 10 durch Verarbeiten eines Federstahlstangenmaterials gebildet wird, kann der ringförmige Kopf 12 sich selbst dann nicht ausdehnen, wenn eine große Längskraft auf die Lagerabstützstange 10 wirkt.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Achse Ch des geraden Körpers 11 in einer Ebene, die die Mittelkreise Cc der ringförmigen Köpfe 12 enthält und geht durch die Mitten Cs der Kugeln 31 der Kugelbolzen 30, so daß keine Kraft, die die Lager 20 tendenziell von den entsprechenden Kugeln 31 trennt, auf die Lager 20 wirkt, selbst wenn eine große Längskraft auf die Lagerabstützstange 10 wirkt.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, sind die ringförmigen Köpfe 12 dieser Lagerabstützstange 10 so geformt, daß ihre Mittelachsen C1 und C2 parallel zueinander sind. Die ringförmigen Köpfe 12 können so geformt sein, daß ihre Mittelachsen C1 und C2 senkrecht zueinander sind, wie in Fig. 5 gezeigt.

Jedes Lager 20 ist aus einem Polymermaterial im Spritzgußverfahren hergestellt und besitzt eine sphärische Innenseite 21, die zu der Kugel 31 des Kugelbolzens 30 paßt, ein offenes Ende 22, durch das der Stiel 32 des Kugelbolzens 30 nach außen ragt, wenn die Kugel 31 in die sphärische Innenseite 21 eingesetzt ist, und eine Schulter bzw. eine Verjüngung 23 zum Einpassen in den ringförmigen Kopf 12 der Lagerabstützstange 10, die durch Formen einer kreisförmigen Einkehlung in der Außenseite des Lagers 20 gebildet ist. Insgesamt hat das Lager 20 eine becherförmige Gestalt.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist der Innendurchmesser Di der sphärischen Innenseite 21 gleich dem Durchmesser Ds der Kugel 31, und der Innendurchmesser Dm des offenen Endes 22 ist kleiner als der Durchmesser Ds der Kugel 31. Deshalb überdeckt das Lager 20 nicht weniger als die Hälfte der Kugel 31, und die Kugel 31 kann sich in dem Lager 20 innerhalb eines gewissen Winkels in der Ebene drehen, die durch dessen Mitte geht.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist die Verjüngung 23 durch Formen einer kreisförmigen Kehlung mit im wesentlichen viertelkreisförmigem, alternativ halbkreisförmigem, Querschnitt an der Außenseite des Lagers 20 gebildet. Eine die Verjüngung enthaltende Ebene 23 ist parallel zu einer Ebene, die den Rand des offenen Endes 22 enthält. Der Radius Rg des die Verjüngung 23 bildenden Teils der kreisförmigen Kehlung ist gleich dem Radius Rr des kreisförmigen Querschnitts der Stange, die die Lagerabstützstange 10 bildet. So kann das Lager 20 in den ringförmigen Kopf 12 der Lagerabstützstange zuverlässig eingepaßt werden.

Die kreisförmige Kehlung, die die Verjüngung 23 bildet, ist so geformt, daß eine den Mittelkreis Cg der Kehlung enthaltende Ebene die Mitte Cs der sphärischen Innenseite 21 enthält. Deshalb wird keine Kraft, die das Lager 20 tendenziell von der Kugel 31 des Kugelbolzens 30 herunterdrängt, auf das Lager 20 wirken, selbst wenn eine äußere Kraft auf den ringförmigen Kopf 12 der Lagerabstützstange 10 wirkt.

Das Lager 20 ist aus PELPLANE (Toyobo), d. h. einem handelsüblichen Polyesterelastomer im Spritzgußverfahren gebildet. Deshalb kann das offene Ende 22 des Lagers 20 in einem Ausmaß geweitet werden, der das Einsetzen der Kugel 31 in und das Herausnehmen von ihr aus dem durch die sphärische Innenseite 21 definierten sphärischen Hohlraum des Lagers 20 durch das offene Ende 22 zuläßt.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist ein umlaufender Flansch 24 an der Außenseite des Lagers 20 gebildet, wobei die kreisförmige Kehlung an der dem offenen Ende 22 zugewandten Seite des Flanschs 24 die Verjüngung 23 bildet. Das untere Ende 42 der Staubschutzkappe 40 ist auf einen Bereich 25 des Lagers 20 nahe dem offenen Ende 22 aufgesetzt.

Nach Fig. 2 hat der Kugelbolzen 30 die sphärische Kugel 31 und den sich von der Kugel 31 erstreckenden Stiel 32. Der Stiel 32 hat einen Schaftbereich 33 zum Einpassen in ein in dem Ende 6 des Stabilisators 5 oder dem Anschlußstück 7 gebildeten Durchgangsloch, einen mit dem Ende 6 oder dem Anschlußstück 7 in Kontakt zu bringenden Flansch 34 und einen Gewindebereich 35 zur Verwendung für die Befestigung des Kugelbolzens 30 an dem Ende 6 oder dem Befestigungsstück 7. Das obere Ende 41 der Staubschutzkappe 40 ist auf einen Verjüngungsbereich 36 des Stiels 32 zwischen der Kugel 31 und dem Flansch 34 aufgesetzt. Der Kugelbolzen 30 ist der gleiche wie ein gewöhnlicher Kugelbolzen nach Material und Herstellungsverfahren.

Die in Fig. 2 gezeigte Staubschutzkappe 40 ist aus Gummi durch Formen gebildet. Die Staubschutzkappe 40 schützt, wenn das Automobil fährt, das Lager 20 vor hingeschleudertem Schmutz und Sand und hinspritzendem Schmutzwasser. Das kleinere obere Ende 41 und das größere untere Ende 42 der Staubschutzkappe 40 sind eng an den Verjüngungsbereich 36 des Stiels 32 des Kugelbolzens 30 bzw. den Bereich 25 des Lagers 20 aufgesetzt. Der balgförmige Körper 43 der Staubschutzkappe 40 ist gemäß der Drehbewegung des Kugelbolzens 30 relativ zu dem Lager 20 verbiegbar. Schmiermittel ist in dem durch die Staubschutzkappe 40 definierten Bereich eingeschlossen, um die Bewegungsflächen der Kugel 31 und des Lagers 20 zu schmieren.

Ein Verfahren zum Zusammenbauen des Kugelgelenks 100 wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 beschrieben.

Beim Zusammenbauen des Kugelgelenks 100 wird zuerst die Kugel 31 des Kugelbolzens 30 durch das offene Ende 22 des Lagers 20 in den durch die sphärische Innenseite 21 definierten Hohlraum, wie durch den Pfeil A in Fig. 6 angegeben, eingesetzt. Wie vorangehend angeführt, kann das offene Ende 22 mit Kraft geweitet werden, um das Einsetzen der Kugel 31 in den Hohlraum zuzulassen, da das Lager 20 aus einem elastischen Elastomer gebildet ist.

Dann wird der ringförmige Kopf 12 der Lagerabstützstange 10 auf das den Kugelbolzen 30 abstützende Lager 20, wie durch den Pfeil B in Fig. 7 angegeben, aufgesetzt, so daß die Verjüngung 23 des Lagers 20 in den ringförmigen Kopf 12 eingepaßt ist. Der ringförmige Kopf 12 der Lagerabstützstange 10 kommt in Anlage mit dem Flansch 24, der von der Außenseite des Lagers 20 vorragt, wodurch der ringförmige Kopf 12 relativ zu der Verjüngung 23 korrekt positioniert ist. Deshalb kann sich der ringförmige Kopf 12 relativ zu dem Lager 20 über die Verjüngung 23 nicht hinausbewegen.

Der Innendurchmesser Dr des ringförmigen Kopfes 12 ist kleiner als der Durchmesser Db der Verjüngung 23, d. h. der Durchmesser der in der Außenseite des Lagers 20 gebildeten ringförmigen Kehlung vor dem Einpassen in den ringförmigen Kopf. So wird das Lager 20 beim Einpassen in den ringförmigen Kopf 12 durch den ringförmigen Kopf 12 zusammengedrückt, und deshalb wird sich das offene Ende 22 des Lagers 20 nicht ausdehnen können. Folglich kann die Kugel 31 aus dem Lager 20 nicht heraus.

Wenn die Verjüngung 23 des Lagers 20 an einer Stelle näher an dem offenen Ende 22 des Lagers 20 gebildet ist, kann das offene Ende 22 durch den ringförmigen Kopf 12 noch stärker zusammengedrückt werden, was noch sicherer ein Herausrutschen der Kugel 31 aus dem Lager 20 verhindert.

In dem Zustand nach dem Abschluß des Zusammenbaus der Lagerabstützstange 10 und des Lagers 20, wie in Fig. 2 gezeigt, geht die Verlängerung der Achse Ch des geraden Körpers 11 durch die entsprechenden Mittelpunkte Cs der Kugeln 31 der Kugelbolzen 30. Deshalb wirkt eine Längskraft, die auf die Lagerabstützstange 10 wirkt, auf die Mittelpunkte Cs der Kugeln 31, so daß keine Kraft, die tendenziell die Lager 20 von den entsprechenden Kugeln drücken könnte, auf die Lager 20 wirkt. Folglich werden die Lager 20 nie von den entsprechenden Kugeln 31 herunterfallen, wenn die Kugelgelenke 100 benutzt werden.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung klar wird, weist das Kugelgelenk 100 der vorliegenden Erfindung nur drei Bauteile auf, d. h. die Lagerabstützstange 10, das Lager 20 und den Kugelbolzen 30, und hat einen sehr einfachen Aufbau.

Das Kugelgelenk 100 der vorliegenden Erfindung kann durch Einpassen der Kugel 31 des Kugelbolzens 30 in den durch die sphärische Innenseite 21 des Lagers 20 definierten Hohlraum und das Einpassen des Lagers 20 in den ringförmigen Kopf der Lagerabstützstange 10 einfach zusammengebaut werden. Das Kugelgelenk der vorliegenden Erfindung erfordert überhaupt keine schwierigen Zusammenbauarbeiten, die zum Zusammenbauen der Kugelgelenke des Stands der Technik nötig sind, wie Setzen der Abschlußplatte in die Fassung, um den Kugelbolzen in der Fassung in Position zu halten, Verstemmen des Rands der Fassung um die Abschlußplatte, um die die Abschlußplatte in Position zu befestigen, und Umfalten des Rands des unteren Gehäuseteils, um das obere Gehäuseteil und das untere Gehäuseteil miteinander zu verbinden.

Die Lagerabstützstange 10 des Kugelgelenks 100 der vorliegenden Erfindung kann durch Biegen der entgegengesetzen Enden einer Stange durch ein Kaltbearbeitungsverfahren geformt werden, und die Herstellung der Lagerabstützstange 10 erfordert keine teuren Herstellungsanlagen, wie Schmiedeformen zum Formen der Fassung durch Schmieden und Preßformen zum Pressen von Metallblechen, um die Gehäuseteile zu formen.

So liefert die vorliegende Erfindung ein Kugelgelenk, das eine relativ geringe Anzahl von Bauteilen aufweist, das einen einfachen Aufbau besitzt, das einfach zusammengebaut werden kann und ohne die Verwendung teurer Anlagen hergestellt werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist in ihrer praktischen Anwendung nicht auf die speziellen hierin beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, und es ist dem Fachmann klar, daß viele Änderungen und Modifikationen im Lichte der vorangehenden Erklärungen möglich sind.

Beispielsweise kann, obwohl die jeweils an ihren entgegengesetzten Enden mit den Kugelgelenken 100 versehene Lagerabstützstange 10 bei der vorangehenden Ausführungsform das Verbindungselement 8 für die Aufhängung bei Automobilen verwendet wird, ein Teilepaar zur Relativ- Schwenkverbindung durch ein einziges Kugelgelenk 100 schwenkbar verbunden sein, bei dem der gerade Körper 11 der Lagerabstützstange 10 mit einem Teil des Teilepaars verschweißt ist und der Stiel 32 des Kugelbolzens 30 in das andere Teil geschraubt ist.

Die ringförmigen Köpfe 12 der Lagerabstützstange 10 können eine rechteckige oder eine polygonale Gestalt besitzen. Das Stangenmaterial zum Herstellen der Lagerabstützstange 10 kann einen rechteckigen oder polygonalen Querschnitt besitzen. Die jeweilige Gestalt im Schnitt des Körpers und der ringförmigen Köpfe der Lagerabstützstange 10 können untereinander unterschiedlich sein.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der ringförmige Kopf 12 in dem Endbereich der Lagerabstützstange 10 schon vorher hergestellt und der ringförmige Kopf 12 wird mit der Verjüngung 23 des Lagers 20 in Eingriff gebracht. Aber es ist möglich, den Endbereich der Abstützstange 10 konform zu der Verjüngung 23 des Lagers 20 umzuformen, um den ringförmigen Kopf 12 zu bilden, wodurch der Eingriff mit dem Lager 20 geschaffen wird.

Claims (12)

1. Kugelgelenk (100) zum Verbinden eines Teilepaars so, daß eine Relativ-Schwenkbewegung des Teilpaars möglich ist, aufweisend einen Kugelbolzen (30) zum Verbinden mit einem Teil des Teilepaars, einer Stange (10) zum Verbinden mit dem anderen Teil, und einem Lager (20) zum Abstützen des Kugelbolzens (30) an der Stange (10), wobei der Kugelbolzen (30) eine sphärische Kugel (31) und einen sich von der Kugel (31) erstreckenden Stiel (32) zum Verbinden mit dem erstgenannten Teil aufweist, wobei die Stange (10) einen durch Verarbeiten von Stangenmaterial gebildeten Körper (11) zum Verbinden mit dem nachgenannten Teil und einen ringförmigen Kopf (12) aufweist, der durch Biegen eines Endes des Körpers gebildet wurde, wobei das Lager (20) eine sphärische Innenseite (21) zum bewegbaren Überdecken nicht weniger als der Hälfte der Kugel (31), ein offenes Ende (22), durch das der Stiel (32), der sich von der in einen von der sphärischen Innenseite (21) definierten Hohlraum eingepaßten Kugel (31) erstreckt, nach außen ragt, und eine daran so gebildete Verjüngung (23) aufweist, daß es in den ringförmigen Kopf (12) der Stange (10) eingepaßt werden kann, und wobei die Verjüngung (23) des Lagers (20), das den Kugelbolzen (30) mit der in die sphärische Innenseite (21) eingesetzten Kugel (31) abstützt, in den ringförmigen Kopf (12) der Stange (10) eingepaßt ist.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager aus einem elastischen Polymermaterial gebildet ist, das ein Weiten des offenen Endes (22) des Lagers (20) in einem Ausmaß zuläßt, das der Kugel (31) das Passieren des geweiteten offenen Endes (22) erlaubt.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des ringförmigen Kopfes (12) in dem Zustand vor dem darin Einpassen des Lagers (20) kleiner ist als der Durchmesser der Verjüngung (23) des Lagers (20).

4. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ende (13) des den ringförmigen Kopf (12) bildenden Teils der Stange (10) und der Außenseite (12a) des den Körper (11) oder den ringförmigen Kopf (12) bildenden Teils der Stange (12) ein Zwischenraum ist.

5. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (13) des den ringförmigen Kopf (12) bildenden Teils der Stange (10) an der Außenseite (12a) des den Körper (11) oder den ringförmigen Kopf (12) bildenden Teils der Stange befestigt ist.

6. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung (23) durch Bilden einer Kehlung an der Außenseite des Lagers (20) gebildet ist.

7. Kugelgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte (Cs) der sphärischen Innenseite (21) in der Ebene liegt, die den Mitteikreis der Kehlung enthält.

8. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung (23) im Außenumfang des Lagers (20) nahe bei dem offenen Ende (22) ist.

9. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Positioniervorsprung (24) nahe bei der Verjüngung (23) an der Außenseite des Lagers (20) so gebildet ist, daß er zum Positionieren des Lagers (20) in Relation zu der Lagerabstützstange (10) mit der Lagerabstützstange (10) in Anlage gebracht werden kann.

10. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung der Längsachse (Ch) des Körpers (11) der Lagerabstützstange (10) durch die Mitte (Cs) der Kugel (31) des Kugelbolzens (30) hindurchgeht.

11. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial ein Elastomer ist.

12. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerabstützstange (10) durch Verarbeiten von Federstahlmaterial gebildet ist.