DE19809050B4

DE19809050B4 - Kugelgelenkbolzen

Info

Publication number: DE19809050B4
Application number: DE1998109050
Authority: DE
Inventors: Siegfried Wittmar; Anton Götz
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2018-03-05
Also published as: DE19809050A1

Abstract

Kugelgelenkbolzen, beispielsweise zum Verbinden eines Lenkers mit einem Achsschenkel eines Kraftfahrzeugs mit einem Kugelzapfen, welcher einen Kugelkopf zum Einsetzen in ein eine Kugelpfanne aufweisendes Lager aufweist und bei dem der Kugelkopf zur Gewichtsersparnis aus zwei miteinander verbundenen Kugelschalen besteht, wobei die eine Kugelschale am Kugelzapfen angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kugelschale (7) als auf die andere Kugelschale (6) aufgeschnappte Schnappschale ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelgelenkbolzen mit einem Kugelzapfen, welcher einen Kugelkopf zum Einsetzen in ein eine Kugelpfanne aufweisendes Lager aufweist und bei dem der Kugelkopf zur Gewichtsersparnis aus zwei miteinander verbundenen Kugelschalen besteht, wobei die eine Kugelschale am Kugelzapfen angeformt ist, beispielsweise zum Verbinden eines Lenkers mit einem Achsschenkel eines Kraftfahrzeugs.
Ein Kugelgelenkbolzen der vorstehenden Art ist beispielsweise in der DE 37 39 463 A1 beschrieben. Er unterscheidet sich allerdings von in Kraftfahrzeugen üblicherweise zwischen Lenker und Achsschenkel oder der Spurstange und dem Spurhebel verwendeten Kugelgelenkbolzen dadurch, daß seine beiden Kugelschalen jeweils einen Kugelzapfen aufweisen. Die beiden Kugelschalen stoßen bei dem bekannten Kugelgelenkbolzen stumpf aneinander und sind durch Reibschweißen miteinander verbunden.
Wie die DE 23 17 334 C2 zeigt, sind auch schon Kugelgelenkbolzen mit einem am freien Ende angeformten, hohlen Kugelkopf druckschriftlich bekannt, bei denen der hohle Kugelkopf des aus Stahl gefertigten Kugelgelenkbolzens durch ein aufwendiges Fließpressen erzeugt wird. Auf solche Weise hergestellte Kugelgelenkbolzen sind zwar wesentlich leichter als die allgemein im Kraftfahrzeugbau verwendeten Kugelgelenkbolzen mit massivem Kugelkopf, jedoch werden aufgrund des aufwendigen Fertigungsverfahrens aus Kostengründen bei den hohlen Kugelköpfen allgemein noch die massiven Kugelköpfe bevorzugt, obgleich in Kraftfahrzeugen die Kugelgelenkbolzen zu den ungefederten Massen zählen und deshalb insbesondere aus Gründen der Straßenlage und des Fahrkomforts des Kraftfahrzeugs eine Verminderung des Gewichtes solcher Kugelgelenkbolzen erstrebenswert ist.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Kugelgelenkbolzen der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß er möglichst kostengünstig herstellbar ist und ein möglichst geringes Gewicht hat.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Kugelschale als auf die andere Kugelschale aufgeschnappte Schnappschale ausgebildet ist.
Durch diese Gestaltung läßt sich mit sehr geringem Aufwand ein hohler Kugelkopf erzeugen, welcher ein geringes Gewicht hat. Durch die Schnappschale ist die Verbindung beider Kugelschalen ohne Werkzeug durch einfaches Aufeinanderdrücken beider Kugelschalen möglich, so daß aufwendige Verbindungsarten oder gar das beim zuvor behandelten Stand der Technik erforderliche Reibschweißen nicht erforderlich sind. Da der Kugelkopf im montierten Zustand sich innerhalb eines Lagers befindet, besteht im montierten Zustand keine Gefahr, daß sich die Kugelschalen voneinander lösen.
Bisher wurden die Kugelköpfe zusammen mit dem Kugelzapfen aus Stahl gefertigt. Die Kugelköpfe mußten mit hohem Aufwand poliert werden, damit eine Bewegung in dem Lager ohne unerwünscht hohen Verschleiß möglich wurde. Der Polieraufwand kann gänzlich entfallen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die aufgeschnappte Kugelschale aus einem elastisch verformbaren Kunststoff besteht. Zusätzlich hat Kunststoff gegenüber Stahl den Vorteil, besonders leicht zu sein und keiner Korrosionsgefahr zu unterliegen.
Der Kugelgelenkbolzen ist besonders kostengünstig zu fertigen, wenn die aufgeschnappte Kugelschale über die andere Kugelschale greifende Spreizrippen aufweist, welche durch von der Seite der anderen Kugelschale her in sie hineinführende Schlitze gebildet sind.
Die Position der aufgeschnappten Halbkugelschale in Bezug auf die andere Kugelschale wird durch Anlageflächen exakt festgelegt, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Spreizrippen der Kugelschale jeweils einen über die andere Kugelschale greifenden Endbereich mit gegenüber ihrem übrigen Bereich durch eine Abstufung verminderter Wandstärke aufweisen und wenn die Abstufung eine Anlagefläche für die Stirnfläche der gegenüberliegenden Kugelschale bildet.
Zur weiteren Gewichtsreduzierung trägt es bei, wenn der Kugelzapfen hohl ausgeführt ist.
Der hohle Kugelgelenkbolzen ist besonders kostengünstig herstellbar, wenn der Kugelzapfen durch eine Bohrung hohl ausgeführt ist, welche von der an ihm einstückig angeformten Kugelschale in ihn hineinführt.
Bei der Bohrung könnte es sich um ein Sackloch handeln. Die Fertigungskosten sind jedoch geringer, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Bohrung den Kugelzapfen durchdringt und an der der Kugelschale gegenüberliegenden Seite durch einen Stopfen verschlossen ist.
Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsformen zu. Eine davon und ein geringfügig abgewandeltes Einzelteil sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
1 einen senkrechten Schnitt durch einen in ein Lager eingebauten Kugelgelenkbolzen nach der Erfindung,
2: einen senkrechten Schnitt durch einen Kugelzapfen des Kugelgelenkbolzens,
3: einen senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Kugelzapfens,
4: einen senkrechten Schnitt durch eine Halbkugelschale des Kugelgelenkbolzens,
5: eine Draufsicht auf die Halbkugelschale nach der 4.
Die 1 zeigt ein Lagergehäuse 1 mit als Thermoplastteile ausgebildeten Lagerschalen 2. In diesen Lagerschalen 2 sitzt ein hohler Kugelkopf 3 eines Kugelgelenkbolzens 4, der aus einem im Wesentlichen zylindrischen Kugelzapfen 5 und dem Kugelkopf 3 besteht. Der Kugelkopf 3 ist durch eine Kugelschale 7 gebildet, welche auf einer am Kugelzapfen 5 angeformten Kugelschale 6 aufgeschnappt ist. Die Kugelschale 6 besteht genau wie der Kugelzapfen 5 aus Stahl. Die Kugelschale 7 ist aus elastischem Kunststoff gefertigt und so geformt, daß sie auf die obere Kugelschale 7 aufschnappen kann.
Ebenfalls zu erkennen ist in 1, daß der Kugelzapfen 5 mit einer koaxialen Bohrung 8 versehen ist, so daß sein Gewicht durch die hohle Ausführung des Kugelkopfes 3 und durch diese Bohrung 8 insgesamt wesentlich geringer ist als bei den bisher gebräuchlichen, massiven Kugelgelenkbolzen.
Die 2 zeigt den Kugelzapfen 5 mit der an ihm angeformten Kugelschale 6 als Einzelteil. Die Bohrung 8 endet bei dieser Ausführungsform kurz unterhalb der oberen Stirnfläche 9 des Kugelzapfens 5.
Hierzu im Gegensatz führt bei der Ausführungsform nach 3 die Bohrung 8 axial vollständig durch den Kugelzapfen 5 hindurch. Um nach der Montage des Kugelzapfens 5 ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu vermeiden, wird das obere Ende der Bohrung 8 durch einen Stopfen 10 verschlossen.
In 4 ist die als Schnappschale ausgebildete Kugelschale 7 als Einzelteil dargestellt. Diese hat Spreizrippen 11, 12, welche jeweils einen oberen Endbereich 13, 14 verminderter Wandstärke haben, so daß eine Abstufung 15 entsteht, mit der im aufgeschnappten Zustand die Kugelschale 7 gegen eine untere Stirnfläche 16 der Kugelschale 6 anliegt.
Die 5 zeigt, daß die Spreizrippen 11, 12, genau wie die übrigen, nicht positionierten Spreizrippen der Kugelschale 7 durch sternförmig verlaufende, radiale Schlitze 17 gebildet sind, die von oben her in die Kugelschale 7 hineinführen.

Claims

Kugelgelenkbolzen, beispielsweise zum Verbinden eines Lenkers mit einem Achsschenkel eines Kraftfahrzeugs mit einem Kugelzapfen, welcher einen Kugelkopf zum Einsetzen in ein eine Kugelpfanne aufweisendes Lager aufweist und bei dem der Kugelkopf zur Gewichtsersparnis aus zwei miteinander verbundenen Kugelschalen besteht, wobei die eine Kugelschale am Kugelzapfen angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kugelschale (7) als auf die andere Kugelschale (6) aufgeschnappte Schnappschale ausgebildet ist.
Kugelgelenkbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeschnappte Kugelschale (7) aus einem elastisch verformbaren Kunststoff besteht.
Kugelgelenkbolzen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeschnappte Kugelschale (7) über die andere Kugelschale (6) greifende Spreizrippen (11, 12) aufweist, welche durch von der Seite der anderen Kugelschale (6) her in sie hineinfahrende Schlitze (17) gebildet sind.
Kugelgelenkbolzen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizrippen (11, 12) der Kugelschale (7) jeweils einen über die andere Kugelschale (6) greifenden Endbereich (13, 14) mit gegenüber ihrem übrigen Bereich durch eine Abstufung (15) verminderter Wandstärke aufweisen und daß die Abstufung (15) eine Anlagefläche für die Stirnfläche (16) der gegenüberliegenden Kugelschale (6) bildet.
Kugelgelenkbolzen nach zumindest einem der vorange henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelzapfen (5) hohl ausgeführt ist.
Kugelgelenkbolzen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelzapfen (5) durch eine Bohrung (8) hohl ausgeführt ist, welche von der an ihm einstückig angeformten Kugelschale (6) in ihn hineinführt.
Kugelgelenkbolzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (8) den Kugelzapfen durchdringt und an der der Kugelschale (6) gegenüberliegenden Seite durch einen Stopfen (10) verschlossen ist.