DE3127710C2 - Verfahren zum Herstellen eines Kugelgelenkes - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Kugelgelenkes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kugelgelenkes, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Gelenkzapfen mit einem einteilig angeformten Kugelkopf, einem Gelenkgehäuse und einer zwischen Kugelkopf und Gelenkgehäuse angeordneten Gleitschicht. Um das Gelenkgehäuse einteilig und paßgenau an den Kugelkopf des Gelenkzapfens spielfrei anzuformen, wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Kugelkopf zunächst mit einem Schmiermittel beschichtet, danach auf das Schmiermittel eine verlorene Schalung aus einem synthetischen Werkstoff aufgetragen, anschließend der Kugelkopf in einer Form für das Gelenkgehäuse zentriert und schließlich der freie Raum zwischen dem Kugelkopf und der Form mit einem synthetischen Werkstoff ausgefüllt wird, der im erstarrten Zustand das Gelenkgehäuse bildet.

Description

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Kuppelgelenkes, bestehend aus einem Gelenkzapfen mit einem einteilig angeformten Kugelkopf, einem Gelenkgehäuse und einer zwischen Kugelkopf und Gelenkgehäuse angeordneten Gleitschicht, wobei der Kugelkopf mit einem Schmiermittel beschichtet, auf das Schmiermittel eine verlorene Schalung aus einem synthetischen Werkstoff aufgetragen, der Kugelkopf in eine Form für das Gelenkgehäuse eingebracht und der freie Raum zwischen dem Kugelkopf und tier Form mit einem synthetischen Werkstoff ausgefüllt wird, der im erstarrten Zustand mit der Schalung ein Gelenklager für den Kugelkopf bildet.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 16 29 753 zum Herstellen eines Lagers, beispielsweise eines Kugelgelenkes bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Kugel eines Kugelzapfens zunächst mit einer Schicht aus gleitfähigem Material umkleidet und danach in ein teilbares Gesenk eingebracht, welches einen Hohlraum bildet, der mit einem härtbaren Unterlagmaterial ausgespritzt wird, welches dann zusammen mit der Gleitschicht ein Gelenklager für die Kugel bildet. Bei dieser bekannten Verfahrenstechnik wird die Kugel mit der Schicht aus härtbarem Material eng umspritzt Wenn die Kugel spanabhebend hergestellt worden ist und eine Polfläche besitzt, kann das von der Gleitschicht und der gehärteten Unterlagschicht gebildete Gelenklager nicht mehr relativ zur Kugel bewegt werden.
Weiterhin ist es aus der US-PS 24 24 914 bekannt, bei Kugelgelenken, deren Kugelkopf eine Polfläche besitzt, zwischen dieser und einem mehrteilig ausgebildeten Gelenkgehäuse während der Montage ein Schmiermittelreservoir vorzusehen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Kugelgelenkes mit einteilig und paßgenau ausgebildetem Gelenkgehäuse zu schaffen, dessen innenwand keiner besonderen Bearbeitung bedarf, wenn der Kugelkopf eine durch seine spanabhebende Herstellung bedingte Polfläche besitzt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Kugelkopf eine Polfläche aufweist, daß die an der Polfläche fehlende Kugelkappe mit einem Schmiermitieipöäsier ausgeglichen, mil der verlorenen Schalung umhüllt und danach das Gelenkgehäuse einteilig hergestellt wird.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die an der Polfläche des Kugelkopfes fehlende Kugelkappe durch das vorgeschlagene Schmiermitteipolster ersetzt, so daß beim Herstellen des Gelenkgehäuses eine die erforderliche Bewegungsfreiheit des Kugelkopfes gewährleistende Kugelkalotte im Gelenkgehäuse entsteht. Die verlorene Schalung umhüllt das Schmiermittelpolster und verhindert seine Verdrängung beim Herstellen des Gelenkgehäuses. Im fertigen Kugelgelenk bildet die verlorene Schalung für das Schmiermittel und das Schmiermittelpolster die Trag- und Verschleißfläche zwischen Kugelkopf und Gelenkgehäuse, welches einteilig ausgebildet ist.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind verschiedene Werkstoffe geeignet. Der Gelenkzapfen mit dem einteilig angefv.rrnten Kugelkopf wird in bekannter Weise aus Stahl hergestellt. Das Schmiermittel kann auf Calcium- und Lithiumseifenbasis hergestellt sein oder auch aus Molybdänsuifid sowie Silicon bestehen. Als Werkstoff für die verlorene Schalung eignen sich die Kunststoffe Polyoxymethylen, Polyurethan, Polyamid, Polytetrafluoräthylen, Polyvinylchlorid-Acetat-Copolymer oder Polyäthylen, aber auch Lagermetalle auf Blei- und Zinngrundlage, wie Lagerhartblei oder Weißmetall mit einem niedrigen Schmelzpunkt. Als Werkstoff für das Gelenkgehäuse können ebenfalls Kunststoffe, beispielsweise glasfaserverstärkte Preßmassen aus Epoxid- oder Polyesterharzen, oder Metalle auf Blei- und Zinngrundlage mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet werden.
In der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen werden die einzelnen Verfahrensschritte und eine Ausführungsform eines fertigen Kugelgelenkes schematisch dargestellt. In den Zeichnungen zeigt
F i g. I einen Gelenkzapfen mit einteilig angeformtem Kugelkopf in Ansicht;
F i g. 2 denselben Gelenkzapfen mit einer auf den Kugelkopf aufgetragenen Schmiermittelschicht;
Fig. 3 denselben Gelenkzapfen mit einer auf die Schmiermittelschicht aufgetragenen verlorenen Schalung;
F i g. 4 ein fertiges Kugelgelenk mit einem aus Kunststoff bestehenden Gelenkgehäuse.
An einem konischen Gelenkzapfen 1 ist ein Kugelkopf 2 angeformt, der an seiner freien Stirnseite eine
flache Polfläche 3 besitzt.
Auf den Kugelkopf 2 wird, wie es in F i g. 2 dargestellt worden ist, eine Schmiermittelschicht 4 aufgetragen, die an der Polfläche 3 ein Schmiermittelpolster 5 bildet, um die dort fehlende Kugelkappe zu ersetzen.
Anschließend wird, wie es in F i g. 3 dargestellt worden ist, die Schmiermittelschioht 4 mit einer verlorenen Schalung 6 ummantelt, die beispielsweise aus einem zu einer dünnen Folie erstarrenden Kunststoff besteht, der hervorragende Gleit- und Verschleißeigenschaften besitzt. Bei der Auswahl des Kunststoffes für die Schalung 6 ist darauf zu achten, daß seine Verarbeitungstemperatur niedriger liegt als der xropfpunkt des verwendeten Schmiermittels, damit die Schmiermittelschicht 4 und insbesondere das Schmiermittelpolster 5 nicht zerstört werden.
Der Gelenkzapfen 1 mit dem auf diese Weise präparierten Kugelkopf 2 wird sodann in einer Form für ein Gelenkgehäuse 7 zentriert Das Gelenkgehäuse 7 besteht beispielsweise aus einem giasfaserverstärkten Polyesterharz, welches als plastische Masse in die Form eingepreßt wird und danach aushärtet Es ist ohne weiteres möglich, die Abmessungen des aus einem glasfaserverstärkten Polyesterharz bestehenden Gelenkgehäuses 7 von vorn herein so zu wählen, daß nach dem Aushärten die Form entfernt werden kann. Das Gelenkgehäuse 7 besteht dann nur aus dem Polyesterharz, wie es in der F i g. 4 dargestellt worden ist.
Nach dem Ausformen und Erstarren des Gelenkgehäuses 7 kann der Gelenkzapfen innerhalb eines gedachten Kegels frei bewegt werden. Eine Trennung des Kugelkopfes 2 vom Gelenkgehäuse 7 ist nur möglich, wenn das Gelenkgehäuse 7 zerstört wird.
Ein nach der beschriebenen technischen Lehre hergestelltes und konstruiertes Kugelgelenk erfüllt alle Anforderungen, die beispielsweise in der Praxis bei seiner Verwendung im Lenkgestänge eines Kraftfahrzeuges auftreten können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
45
50
60
65

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines Kugelgelenkes bestehend aus einem Gelenkzapfen mit einem einteilig angeformten Kugelkopf, einem Gelenkgehäuse und einer zwischen Kugelkopf und Gelenkgehäuse angeordneten Gleitschicht, wobei der Kugelkopf mit einem Schmiermittel beschichtet, auf das Schmiermittel eine verlorene Schalung aus einem synthetischen Werkstoff aufgetragen, der Kugelkopf in eine Form für das Gelenkgehäuse eingebracht und der freie Raum zwischen dem Kugelkopf und der Form mit einem synthetischen Werkstoff ausgefüllt wird, der im erstarrten Zustand mit der Schalung ein Gelenklager für den Kugelkopf bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkopf (2) eine Polfläche (3) aufweist, daß die an der Polfläche (3) fehlende Kugelkappe mit einem Schmiermittelpolster (ä^ausgeglichen, mit der verlorenen Schalung (6) urnnülli und danach das Gelenkgenäuse (7) einteilig hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung.eines Schmiermittels auf Lithiumseifenbasis.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Polyoxymethylen, Polyu-
• rethan oder Polyvinylchlorid-Acetat-Copolymer als Werkstoff für die verlorene Schalung (6).
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Lagermetalls auf Bleioder Zinngrundlage, mit niedrigem Schmelzpunkt als Werkstoff für die verlorene "Schalung (6).
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von giasfaserverstärkten Preßmassen aus Epoxid- oder Polyesterharzen als Werkstoff für das Gelenkgehäuse (7).
6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Metalls auf Blei- und Zinngrundlage mit niedrigem Schmelzpunkt als Werkstoff für das Gelenkgehäuse (7).
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