DE202009012622U1 - ball joint - Google Patents

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Abstract

Kugelgelenk, insbesondere für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, wobei das Kugelgelenk ein Bauteil (1) mit einer mit einer Kugel (2) aufweist und die Kugel (2) in einem Gehäuse (4) oder in einer im Gehäuse (4) angeordneten Lagerschale (3) schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) zumindest an der Kugel (2)
– eine Beschichtung (5) aus Zink oder
– eine Zink enthaltenden Beschichtung (5)
aufweist.Ball joint, in particular for a chassis of a motor vehicle, wherein the ball joint has a component (1) with one with a ball (2) and the ball (2) in a housing (4) or in a housing (4) arranged bearing shell (3 ) is pivotally mounted, characterized in that the component (1) at least on the ball (2)
A coating (5) of zinc or
A zinc-containing coating (5)
having.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, welches im Wesentlichen durch ein Bauteil mit einer Kugel die in einem Gehäuse schwenkbar gelagert ist, gebildet wird und welches insbesondere in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen einsetzbar ist.The invention relates to a ball joint, which is essentially formed by a component with a ball which is pivotally mounted in a housing, and which is used in particular in chassis of motor vehicles.

Es ist bekannt, zwischen der Kugel und dem angrenzenden Gehäuse Schmiermittelschichten zur Verbesserung der Gleiteigenschaften vorzusehen, wobei auch die Kugel des Bauteils mit einer Beschichtung versehen sein kann, die das Gleitverhalten der Kugel im Gehäuse verbessert.It is known to provide between the ball and the adjacent housing lubricant layers to improve the sliding properties, wherein the ball of the component may be provided with a coating which improves the sliding behavior of the ball in the housing.

In der DE-OS 31 27710 wird ein solches Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenks beschrieben. Bei dieser Lösung wird die Gelenkkugel zunächst mit einem Schmiermittel beschichtet und darauf eine verlorene Schalung aus einem Kunststoff mit hervorragenden Gleiteigenschaften aufgetragen, bevor die Gelenkkugel in ein Gehäuse aus einem glasfaserverstärkten Polyesterharz eingebracht wird.In the DE-OS 31 27710 Such a method for producing a ball joint is described. In this solution, the joint ball is first coated with a lubricant and then applied a permanent formwork made of a plastic with excellent sliding properties, before the joint ball is placed in a housing made of a glass fiber reinforced polyester resin.

Aus DE 41 08 219 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenks für Kraftfahrzeuge bekannt, welches aus einem Gelenkzapfen mit Gelenkkugel und einer die Gelenkkugel gleitbeweglich lagernden, in einem Gelenkgehäuse aufgenommenen Lagerschale aus Kunststoff gebildet wird. Die Oberfläche der Gelenkkugel wird mit einer Gleitschicht aus einem gute Gleiteigenschaften aufweisenden Werkstoff, insbesondere aus Polytetrafluoräthylen (PTFE), beschichtet. Der verbleibende Gelenkgehäuseinnenraum wird anschließend mit den beiden Komponenten eines duroplastischen Zweikomponenten-Kunststoffes ausgefüllt. Dabei besteht die Gleitschicht aus einer zunächst auf die Gelenkkugel aufgebrachten ersten Schicht und einem auf diese Schicht aufgebrachten Fasergeflecht.Out DE 41 08 219 C2 a method for producing a ball joint for motor vehicles is known, which is formed from a pivot pin with ball joint and a ball joint slidably mounted, received in a joint housing bearing shell made of plastic. The surface of the joint ball is coated with a sliding layer made of a good sliding properties material, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE). The remaining Gelenkgehäuseinnenraum is then filled with the two components of a thermoset two-component plastic. In this case, the sliding layer consists of a first layer applied first to the joint ball and a fiber braid applied to this layer.

Die Herstellung dieser bisher verwendeten Gleitschichten ist relativ aufwendig und die Lebensdauer dieser Kugelgelenke ungenügend.The preparation of these previously used sliding layers is relatively expensive and the life of these ball joints insufficient.

In der Druckschrift DE 297 02 965 U1 wird ein Kugelgelenk mit einer Korrosionsschutzschicht (unter anderem Zink oder Nickel) am Kugelzapfen offengelegt, die als Korrosionsschutz dient. Die Kugel ist dabei nicht beschichtet.In the publication DE 297 02 965 U1 a ball joint with a corrosion protection layer (including zinc or nickel) is exposed on the ball stud, which serves as corrosion protection. The ball is not coated.

In DE 692 19 330 T2 wird ein Rollkörperlager beschrieben, dessen Laufringe mit einer korrosionsbeständigen Schicht versehen sind, die eine Zink-Nickel-Beschichtung sein kann.In DE 692 19 330 T2 describes a roller bearing whose races are provided with a corrosion resistant layer, which may be a zinc-nickel coating.

Die Druckschriften DE 41 42 313 C2 und DE 91 17 069 U1 legen ein Radial- oder Axialwälzlager aus Stahl mit konzentrisch ineinander oder parallel zueinander angeordneten Laufringen offen, die ebenfalls mit einer Zink-Nickel-Beschichtung als Korrosionsschutzschicht versehen sind.The pamphlets DE 41 42 313 C2 and DE 91 17 069 U1 lay open a radial or axial roller bearing made of steel with concentric with each other or parallel to each other arranged races, which are also provided with a zinc-nickel coating as a corrosion protection layer.

Die Verwendung von Zink-Nickel-Beschichtungen als Gleitschicht bei Kugelgelenken ist bisher nicht bekannt.The use of zinc-nickel coatings as a sliding layer in ball joints is not yet known.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugelgelenk zu entwickeln, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und eine hohe Lebensdauer sowie gute Gleiteigenschaften aufweist.The object of the invention is to develop a ball joint which is simple and inexpensive to produce and has a long service life and good sliding properties.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is solved by the features of the first patent claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Das Kugelgelenk, welches insbesondere für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges Anwendung findet, weist ein Bauteil mit einer Kugel auf, die in einem Gehäuse oder in einer im Gehäuse angeordneten Lagerschale schwenkbar gelagert ist, wobei das Bauteil erfindungsgemäß zumindest an seiner Kugel eine Beschichtung aus Zink oder eine Zink enthaltenden Beschichtung aufweist. Es wurde überraschender Weise festgestellt, dass durch diese Beschichtung der Kugel des Bauteils, die hier als Gleitschicht und Verschleißschutzschicht wirkt, hervorragende Gleiteigenschaften bei einer hohen Lebensdauer erzielt werden.The ball joint, which is used in particular for a chassis of a motor vehicle application, has a component with a ball which is pivotally mounted in a housing or in a housing bearing shell, wherein the component according to the invention at least on its ball a coating of zinc or a Having zinc-containing coating. It has surprisingly been found that this coating of the ball of the component, which acts as a sliding layer and wear protection layer, excellent sliding properties are achieved with a long service life.

Als besonders vorteilhaft hat sich dabei eine Zink-Nickel-Schicht erwiesen, wobei jedoch auch eine Beschichtung in Form einer Zink-Eisen-Schicht oder eine Zink-Eisen-Nickel-Schicht möglich ist.A zinc-nickel layer has proven to be particularly advantageous, although a coating in the form of a zinc-iron layer or a zinc-iron-nickel layer is also possible.

Vorteilhaft kann es dabei weiterhin sein, wenn die Beschichtung z. B. mit Gleitlack versiegelt und/oder passiviert ist.It may also be advantageous if the coating z. B. sealed with lubricating varnish and / or passivated.

Es ist ebenfalls möglich, die Beschichtung zu polieren und/oder mechanisch zu verfestigen.It is also possible to polish and / or mechanically strengthen the coating.

Gemäß einer Variante der Erfindung wird zumindest die Kugel des Kugelzapfens mit einer Beschichtung aus einem sauren Elektrolyt, insbesondere in Form einer Zink-Nickel-Schicht aus einem sauren Elektrolyt, versehen.According to a variant of the invention, at least the ball of the ball stud is provided with a coating of an acidic electrolyte, in particular in the form of a zinc-nickel layer of an acidic electrolyte.

Vorteilhafter Weise kann auch das gesamte Bauteil entsprechend beschichtet werden, wobei die Beschichtung an der Kugel als Gleitschicht und Verschleißschutzschicht und am restlichen Bauteil als Korrosionsschutzschicht wirkt.Advantageously, the entire component can be coated accordingly, wherein the coating acts on the ball as a sliding layer and wear protection layer and the rest of the component as a corrosion protection layer.

Insbesondere saure Zink-Nickel-Schichten weisen dabei eine harte und sehr glatte Oberfläche ohne Knospenbildung und ohne Oberflächenversprödung auf, wodurch insgesamt die Gleiteigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen erheblich verbessert werden und der Verschleiß reduziert wird.In particular, acidic zinc-nickel layers have a hard and very smooth surface without bud formation and without embrittlement on the surface, as a result of which the sliding properties in comparison with conventional solutions be significantly improved and the wear is reduced.

Das Bauteil kann z. B. in Form eines Kugelzapfens oder auch in Form einer Kugelstange ausgebildet sein.The component can, for. B. in the form of a ball stud or in the form of a ball bar.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein einfach und kostengünstig herstellbares Kugelgelenk geschaffen, welches hervorragende Gleiteigenschaften bei einer hohen Lebensdauer aufweist.With the solution according to the invention a simple and inexpensive to produce ball joint is created, which has excellent sliding properties with a long life.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and an associated drawing.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenk, welches ein Bauteil 1 in Form eines Kugelzapfens mit einer Kugel 2 und einem Zapfen 1.1 mit Gewinde 1.2 aufweist, wobei die Kugel 2 in einer Lagerschale 3 schwenkbar gelagert ist, und die Lagerschale 3 in einem Gehäuse 4 aufgenommen ist. Der Zwischenraum zwischen der Innenkontur des Gehäuses 4 und der Außenkontur der Lagerschale 3 ist mit einem injizierten und ausgehärteten Kunststoff 6 ausgefüllt. Zum Einspritzen des Kunststoffs 6 weist das Gehäuse 4 an seiner vom Zapfen 1.1 abgewandten Seite eine Öffnung 4.1 auf.The drawing shows a longitudinal section through a ball joint, which is a component 1 in the form of a ball stud with a ball 2 and a pin 1.1 with thread 1.2 has, wherein the ball 2 in a bearing shell 3 is pivotally mounted, and the bearing shell 3 in a housing 4 is included. The space between the inner contour of the housing 4 and the outer contour of the bearing shell 3 is with an injected and cured plastic 6 filled. For injecting the plastic 6 shows the case 4 at his from the thong 1.1 opposite side an opening 4.1 on.

Das Bauteil 1 ist komplett mit einer Beschichtung 5 in Form einer Zink-Nickel-Legierung aus einem sauren Elektrolyt versehen, die daher sowohl auf der Kugel 2 als auch auf dem Zapfen 1.1 einschließlich seines Gewindes 1.2 aufgebracht ist.The component 1 is complete with a coating 5 provided in the form of a zinc-nickel alloy of an acidic electrolyte, therefore, both on the ball 2 as well as on the cone 1.1 including its thread 1.2 is applied.

Diese Beschichtung 5 wirkt im Wirkkontakt mit der Lagerschale 3 sowohl als Gleitschicht und Verschleißschutzschicht und am Zapfen als Korrosionsschutzschicht. Die Schichtdicke der Beschichtung 5 beträgt vorzugsweise 1 bis 30 μm. Die Lagerschale 3 besteht bevorzugt aus thermoplastischem Kunststoff, in Form von POM (Polyoxymethylen).This coating 5 acts in operative contact with the bearing shell 3 both as a sliding layer and wear protection layer and on the pin as a corrosion protection layer. The layer thickness of the coating 5 is preferably 1 to 30 microns. The bearing shell 3 is preferably made of thermoplastic material, in the form of POM (polyoxymethylene).

Dabei wurde überraschender Weise festgestellt, dass insbesondere mit der Werkstoffpaarung POM und Beschichtung aus saurer Zink-Nickel-Legierung die hervorragenden Gleiteigenschaften bei hoher Verschleißfestigkeit zu verzeichnen waren, da eine derartige Materialkombination bisher nicht üblich war.It was surprisingly found that in particular with the material pairing POM and coating of acidic zinc-nickel alloy, the excellent sliding properties were recorded with high wear resistance, since such a combination of materials was not common practice.

Gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispiels ist es auch möglich, nur die Kugel, bzw. nur den Bereich der Kugel, der in der Lagerschale gleitet, mit der Beschichtung zu versehen.According to an embodiment not shown, it is also possible to provide only the ball, or only the region of the ball which slides in the bearing shell, with the coating.

Es ist ebenfalls gemäß nicht dargestellter Varianten möglich, auch andere Bauteile, die eine entsprechende Kugel aufweisen und mit der Kugel in einem Gehäuse zur Bildung eines Kugelgelenkes gelagert sind, nahezu vollständig oder nur im Bereich der Kugel mit der Beschichtung zu versehen.It is also possible according to variants not shown, also other components having a corresponding ball and are mounted with the ball in a housing to form a ball joint, almost completely or only in the sphere to be provided with the coating.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bauteilcomponent
1.11.1
Zapfenspigot
1.21.2
Gewindethread
22
KugelBullet
33
Lagerschalebearing shell
44
Gehäusecasing
4.14.1
Öffnungopening
55
Beschichtungcoating
66
Injizierter und verfestigter KunststoffInjected and solidified plastic
77
Dichtungsbalgbellows

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (9)

Kugelgelenk, insbesondere für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, wobei das Kugelgelenk ein Bauteil (1) mit einer mit einer Kugel (2) aufweist und die Kugel (2) in einem Gehäuse (4) oder in einer im Gehäuse (4) angeordneten Lagerschale (3) schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) zumindest an der Kugel (2) – eine Beschichtung (5) aus Zink oder – eine Zink enthaltenden Beschichtung (5) aufweist.Ball joint, in particular for a chassis of a motor vehicle, wherein the ball joint is a component ( 1 ) with one with a ball ( 2 ) and the ball ( 2 ) in a housing ( 4 ) or in a housing ( 4 ) arranged bearing shell ( 3 ) is pivotally mounted, characterized in that the component ( 1 ) at least on the ball ( 2 ) - a coating ( 5 ) of zinc or a zinc-containing coating ( 5 ) having. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung als Gleitschicht und Verschleißschutzschicht wirkt.Ball joint according to claim 1, characterized in that the coating acts as a sliding layer and wear protection layer. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) eine Zink-Nickel-Schicht oder eine Zink-Eisen-Schicht oder eine Zink-Eisen-Nickel-Schicht ist.Ball joint according to claim 1 or 2, characterized in that the coating ( 5 ) is a zinc-nickel layer or a zinc-iron layer or a zinc-iron-nickel layer. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) versiegelt und/oder passiviert ist.Ball joint according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coating ( 5 ) is sealed and / or passivated. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) mit Gleitlack versiegelt ist.Ball joint according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coating ( 5 ) is sealed with lubricating varnish. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) poliert und/oder mechanisch verfestigt ist.Ball joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coating ( 5 ) is polished and / or mechanically solidified. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) eine aus einem sauren Elektrolyt (eine saure Zink-Nickel-Schicht) ist.Ball joint according to one of claims 1 to 6, characterized in that the coating ( 5 ) one of an acidic electrolyte (a zinc-nickel acidic layer). Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Bauteil (1) mit der Beschichtung (5) versehen ist.Ball joint according to one of claims 1 to 7, characterized in that the entire component ( 1 ) with the coating ( 5 ) is provided. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) ein Kugelzapfen, eine Kugelstange oder eine Koppelstange istBall joint according to one of claims 1 to 8, characterized in that the component ( 1 ) is a ball pin, a ball bar or a coupling rod
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