DE2744041C3

DE2744041C3 - Verfahren zum Herstellen einer Gelenkverbindung zweier um eine Achse relativ zueinander verschwenkbarer Teile

Info

Publication number: DE2744041C3
Application number: DE2744041A
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8051 Ottenburg Fernengel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-09-30
Publication date: 1981-04-23
Also published as: GB2005342A; FR2404762B1; IT1098936B; IT7828184A0; FR2404762A1; DE2744041B2; DE2744041A1; GB2005342B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Gelenkverbindung zweie^r um eine Achse relativ zueinander verschwenkbarer Teile, insbesondere zweier Gestängeteile eines Gasgestänges eines Personenkraftwagens, mit einer Kunststoff-Lagerbuchse, die in eine Bohrung des ersten Gestängeteils eingesetzt und über stirnseitige Bunde eng an diesem anliegt, wobei in der Lagerbuchse ein mit einer Umfangsnut versehener Lagerzapfen des zweiten Gestängeteils angeordnet und durch einen radialgerichteten, in die Umfangsnut eingreifenden Wulst der Lagerbuchse axial fixiert ist.

Bei einer Gelenkverbindung dieser Art (GB-PS 10 57 616) weist die Kunststoff-Lagerbuchse an ihren beiden Stirnseiten jeweils radialgerichtete Bunde mit einer großen und einer relativ kleinen Radialerstrekkung auf. Bei Einführen der Lagerbuchse in die Aufnahmebohrung des Gestängeteils wird der Bund mit der kleinen Radialerstreckung zuerst geringfügig radial zusammengedrückt und schmiegt sich dann in der Endlage der Lagerbuchse unter radialer Aufweitung an das Gestängeteil an, wodurch die Lagerbuchse in axialer Richtung fixiert ist. Anschließend wird der mit einer Umfangsnut versehene Lagerzapfen in die mit einem radialgerichteten Wulst versehene Bohrung der Lagerbuchse eingeführt, wobei dieser zunächst radial etwas aufgeweitet wird und dann in die Umfangsnut einrastet. Falls die tragenden Flanken der Umfangsnut des Lagerzapfens und/oder der Durchmesser der Bohrung zur Aufnahme der Lagerbuchse im Gestängeteii sowie dessen Dicke unzulässige Herstellungstoleranzen aufweisen, besteht jedoch bei der bekannten Gelenkverbindung ein axiales und/oder radiales Spiel, was beispielsweise bei einem Gasgestänge eines Personenkraftwagens infolge der hierdurch entstehenden Ansprechverzögerung des zu betätigenden Aggregats unerwünscht ist. Auch ist für die Fertigung der Lagerbuchse ein relativ kompliziertes und damit teueres Werkzeug erforderlich.

Die ferner aus der DE-AS 12 21493 bekannte Gelenkverbindung unterscheidet sich von der Gelenkverbindung vorgenannter Druckschrift hauptsächlich dadurch, daß der radialgerichtete Wulst der Lagerbuchse in seinem Querschnittsprofil nicht komplementär zum Querschnittsprofil der Umfangsnut des Lagerzapfens ausgebildet ist Darüber hinaus ist der Lagerzapfen im dargestellten Ausführungsbeispiel unter vergleichsweise geringerer Kraftanwendung in axialer Richtung verschiebbar.

Weiterhin ist in der US-PS 23 12 516 eine Gelenkverbindung zweier verschwenkbarer Gelenkteile in mehreren Ausführungsarten offenbart Die in die Aufnahmebohrung eines Gestängeteils eingesetzte Lagerbuchse aus gummielastischem Material weist jeweils im Mittelbereich ihrer Längserstreckung eine radialgerichtete Einschnürung auf, in die jeweils ein eine entsprechende Außenform aufweisender Gelenkzapfen eingedrückt wird.

Durch die US-PS 30 33 624 ist eine Gelenkverbindung vorbeschrieben, bei der die Lagerbuchse einen konischen Abschnitt besitzt, der zur axialen Fixierung der Lagerbuchse an einer Kante der Bohrung des ersten Gestängeteils festgeklemmt wird. Dieses einseitige Festklemmen hat den Nachteil, daß die Lagerbuchse bei ständig auftretenden Schwenkbewegungen der Gestängeteile losgeschlagen werden kann.

Aus der US-PS 30 99 057 sind ferner mehrere unterschiedliche Ausführungsarten einer Tülle aus gummielastischem Material bekannt, die entweder ganz oder mindestens im Bereich ihrer Endabschnitte bzw. ihres Schaftes hohlzylindrisch ausgebildet ist. Benachbart wenigstens einer Stirnseite ist in der Bohrung der Tülle eine radialgerichtete Umfangsnut vorgesehen, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Bohrung. Wie in den Fig. 2, 3 und 8 ersichtlich, drückt gegen eine Stirnseite der Tülle ein Druckstempel, der mit parallel zu deren Längsachse gerichteter Kraft wirksam ist. Hierdurch wird der zwischen der Stirnseite und der Umfangsnut liegende Endabschnitt der Tülle bis zur Anlage an deren Außenwand umgestülpt.

Die US-PS 25 10 693 beschreibt darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffnieten, deren (Schließ-) Kopf bei jeder dargestellten Ausführungsart durch ein erwärmtes Nietwerkzeug angeformt wird. Bei der hohlzylindrisch ausgebildeten Kunststoffniete ist jedoch nicht wie bei der Lagerbuchse des Erfindungsgegenstandes eine Anformung eines radial in die Bohrung der Lagerbuchse ragenden Wulstes bei einem in diese eingesetzten und mit einer Umfangsnut versehenen Gelenkteil offenbart. Außerdem ist in funktioneller Hinsicht eine hohlzylindrische Kunststoffniete mit einer Kunststoff-Lagerbuchse einer Gelenkverbindung nicht zu vergleichen.

Schließlich ist in der DE-OS 26 03 305 ein Verfahren zum Verbinden der Welle eines Fahrraddynamos mit einer aus Kunststoff bestehenden Rolle vorgeschrieben. Hierbei weist die Welle einen kurzen Endabschnitt auf, der zur Zentrierung in eine Aufnahmebohrung der Rolle gesteckt wird. Diese wird daraufhin durch eine Ultraschallmaschine auf einen gerändelten, sich an den kurzen Endabschnitt anschließenden Wellenabschnitt aufgepreßt. Da dabei der Kunststoff im Bereich der Aufnahmebohrung durch Ultraschallenergie geschmolzen wird und dann sogleich erhärtet, sind die beiden Teile drehfest miteinander verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Gelenkverbindung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das gewährleistet, daß die Gelenkverbindung unabhängig von ggf. vorhandenen Fertigungstoleranzen selbst nach laiiger Betriebsdauer möglichst kein radiales und axiales Spiel aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgernäß dadurch gelöst, daß die beiden Gestängeteile in axialer Richtung mit der zunächst lediglich einen Bund aufweisenden Lagerbuchse zusammengefügt und daraufhin der zweite Bund und der Wulst durch Schmelzen des Buchsenmaterials oder plastische Verformung gebildet werden.

Dieses Verfahren gewährleistet vorteilhafterweise unabhängig von Fertigungstoleranzen stets ein formgenaues Anpassen und damit spielfreies Zusammenwirken von Lagerzapfen und Lagerbuchse, so daß — da von vornherein kein Spiel vorhanden ist — die Teile auch nach längerer Betriebsdauer in spielfreier Verbindung stehen.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßtn Verfahrens ist vorgesehen, das Buchsenmateria! durch Uliraschallenergie zu schmelzen.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das freie Ende des Lagerzapfens während des Schmelzens und Erstarrens des Buchsenmaterials im wesentlichen lotrecht nach oben gerichtet ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 die Endbereiche zweier, über ein Zwischenglied in gelenkiger Verbindung stehender Gestängeteile im Längsschnitt, wobei die Lagerbuchse in einem ersten Gestängeteil im Montagezustand, in einem zweiten Gestängeteil dagegen im durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Einbauzustand dargestellt ist.

F i g. 2 eine Seitenansicht zur F i g. 1.

F i g. 1 zeigt die Endbereiche zweier Gestängeteile 1 und 2, die jeweils als erstes Gestängeteil bezeichnet sind und die über ein als zweites Gestängeteil bezeichnetes Zwischenglied 3 gelenkig miteinander verbunden sind. Ein jedes Gestängeteil 1 bzw. 2 weist eine Durchgangsbohrung 4 auf, in die jeweils eine Kunststoff-Lagerbuchse 5 bis zur Anlage ihres zunächst vorhandenen einen Bundes 6 am Gestängeteil 1, 2 eingesteckt ist (F i g. 1 untere Hälfte). Die beiden Endbereiche des Zwischengliedes 3 sind jeweils als ein Lagerzapfen 3' ausgebildet und rnit einer Umfangsnut 7 versehen.

Der Lagerzapfen 3' ist mit der Kunststoff-Lagerbuchse 5 über einen radialgerichteten Wulst 8 verbunden. Dieser wird nach einem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erzeugt, daß nach Einführung des Lagerzapfens 3' in die Lagerbohrung der Kunststoff-Lagerbuchse 5 deren über das Gestängeteil 1 bzw. 2 hinausragender Endabschnitt durch Ultraschallenergie geschmolzen und dabei gleichzeitig der zweite Bund 6' der Kunststoff-Lagerbuchse 5 angeformt wird (obere Hälfte von Fig. 1). Damit der Bund 6' stets eine formgetreue kegelförmige Gestalt aufweist, sowie aus fertigungstechnischen Gründen, ist das freie Ende des Lagerzapfens 3' während des Schmelzens und Erstarrens des Materials der Kunststoff-Lagerbuchse 5 im wesentlichen lotrecht nach oben gerichtet Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine stets spielfreie Drehverbindung sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zwischen dem Gestängeteil 1 bzw. 2 und dem Zwischenglied 3 im Bereich der Umfangsnut 7 und dem radialgerichteten Wulst 8. Die Lagerbuchse 5 besteht zweckmäßieerweise aus formstabilem Kunststoff — wie beispielsweise einer verhältnismäßig harten Polyamidsorte — mit ausreichend guten Gleiteigenschaften.

Die beiden Bunde 6, 6' liegen derart eng an dem die Lagerbuchse 5 aufnehmenden Gestängeteil 1 bzw. 2 an, daß diese sich nicht um ihre Längsachse drehen kann, sondern sich nur der Lagerzapfen 3' in der Lagerbohrung der Kunststoff-Lagerbuchse 5 dreht. Der Wulst 8 ist in axialer Richtung teilweise innerhalb der beiden Bunde 63 6' angeordnet, wodurch vermieden wird, daß sich bei quer oder etwa quer zur Längsachse des Lagerzapfens 3' gerichteter Kraft die Lagerbuchse 5 radial aufweiten kann, da die im Bereich des Wulstes 8 liegende und ihn umgebende Wandungsfläche der Durchgangsbohrung 4 hierbei abstützend wirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Gelenkverbindung zweier um eine Achse relativ zueinander verschwenkbarer Teile, insbesondere zweier Gestängeteile eines Gasgestänges eines Personenkraftwagens, mit einer Kunststoff-Lagerbuchse, die in eine Bohrung des ersten Gestängeteils eingesetzt und über stirnseitige Bunde eng an diesem anliegt, wobei in der Lagerbuchse ein mit einer Umfangsnut versehener Lagerzapfen des zweiten Gestängeteils angeordnet und durch einen radialgerichteten, in die Umfangsnut eingreifenden Wulst der Lagerbuchse axial fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gestängeteile in axialer Richtung mit der zunächst lediglich einen Bund aufweisenden Lagerbuchse zusammengefügt und daraufhin der zweite B>.md und der Wulst durch Schmeizen des Buchsenmaterials oder plastische Verformung gebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenmaterial durch Ultraschallenergie geschmolzen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Lagerzapfens während des Schmelzens und Erstarrens des Buchsenmaterials im wesentlichen lotrecht nach oben gerichtet ist.