DE3624280A1

DE3624280A1 - Gelenk fuer uebertragungsgestaenge in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3624280A1
Application number: DE19863624280
Authority: DE
Inventors: Lothar Broszat; Hans-Joachim Schuett
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1988-01-28
Also published as: DE3624280C2

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Gelenk für Übertragungsge stänge in Kraftfahrzeugen, insbesondere Gummigelenk oder Kugelgelenk, mit einem in einer zylindrischen Außenschale be weglich gelagerten Gelenkinnenteil und mit einem die Außen schale umschließenden Gelenkauge, in dem die Außenschale in axialer Richtung von Anschlägen gehalten ist.

Aus der DE-OS 19 11 063 ist ein Gummikugelgelenk, zylindrisches Gummilager oder dergleichen bekannt, bei dem die durch Vulkanisieren mit dem Gummi verbundene, geteilte Außen hülse unter Vorspannung des Gummis in ein Gelenkgehäuse einge setzt und durch Sicken in axialer Richtung gehalten ist. Bei diesem Gelenk kann die Außenhülse nur durch Zusammendrücken des Gummis und/oder Verformung des Gelenkauges montiert werden. Hierzu sind erhebliche Montagekräfte aufzubringen, wenn die Außenhülse sicher im Gelenkauge festgelegt werden soll. Infolgedessen unterliegt das Gelenkauge bei der bekannten Konstruktion einer erheblichen Beanspruchung, was insbesondere bei Verwendung von Kunststoffmaterialien nachteilig sein kann. Darüberhinaus müssen die Sicken den jeweils verwendeten Gelenkaugen angepaßt sein und muß die Gummischale auf die Anordnung der Sicken abgestimmt sein, was den Aufwand für die Herstellung erhöht.

Aus der DE-PS 15 25 062 ist ein elastisches Gelenk oder elastische Kupplung bekannt, bei dem ein Gelenkinnenteil mit einer elastischen Schicht verbunden ist, welche mit einer zylindrischen Mantelfläche in ein geteiltes Gehäuse eingesetzt ist, das mit radial hervorstehenden Verformungen die Bohrung des Gelenkauges überkragt. Zum Festlegen des Gelenkes in dem Gelenkauge werden stirnseitig an die elastische Schicht Spann scheiben eingelegt, die gegen die radial nach außen hervor stehenden Verformungen des Gehäuses spannbar und in dieser Po sition durch radial nach innen gebördelte Verformungen fixier bar sind, wobei die elastische Schicht und die Gehäuseteile kraftschlüssig gegen das Gelenkauge gepreßt werden. Bei dieser bauteilaufwendigen Konstruktion ist die Montage in einem Gelenkauge aufwendig, da hierzu zugleich die Spannscheiben zu sammengedrückt und die Enden der Gehäuseteile umgebördelt werden müssen. Hierbei wird ebenfalls eine erhebliche Vorspan nung in das Gelenkauge eingeleitet, um ein Ausziehen oder Herausdrücken des Gehäuses zu verhindern. Nachteilig ist ferner, daß zwingend eine Schicht aus hochelastischem Werk stoff erforderlich ist, damit eine ausreichende axiale Vor spannung entsteht. Schließlich kann die elastische Schicht nicht besonders große Axialabmessungen haben, da die radialen Verformungen diese Ausdehnung begrenzen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein Gelenk für Übertragungsgestänge in Kraftfahrzeugen zu schaffen, das formschlüssig und verdrehsicher in Gelenk augen einsetzbar ist, so daß es insbesondere aus Gelenkaugen aus Kunststoff nicht herausgedrückt oder ausgezogen werden kann und bei dem das Gelenkauge günstiger belastet wird.

Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird ein gattungsgemäßes Gelenk vorgeschlagen, bei dem mindestens ein Anschlag von einem um mindestens 180° umgebördelten Rand der einteiligen Außenschale gebildet wird.

Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht also darin, die zylindrische Außenschale einteilig auszubilden, so daß die Vorspannung der Lagerschale für das Gelenkinnenteil unabhängig von der Befestigung der Außenschale in dem Gelenkauge gewählt werden kann. Durch Umbördeln mindestens eines Randes der Außenschale um 180° wird zudem die Außenschale axial unver rückbar und unverdrehbar im Gelenkauge festgelegt, wobei die Außenschalen auch dann in einem Gelenkauge montierbar sind, wenn die Länge der Bohrung des Gelenkauges erheblich von der axialen Länge der Außenschale abweicht. Da der Rand außerhalb des Bohrungsdurchmessers an dem Gelenkauge angreift, wird ein Drehen des Gelenkes um die Achse durch ein erhöhtes Reibmoment verhindert. Dies gilt zumindest im normalen Belastungsbereich. Durch beidseitiges Umbördeln der Ränder der Außenschale kann die Mittelebene des Gelenkes nahezu beliebig in Bezug auf das Gelenkauge festgelegt werden. Schließlich ist das Umbördeln des Randes um mindestens 180° festigkeitsmäßig besonders vorteilhaft, da der Werkstoff einer verminderten Streckbeanspruchung unterworfen ist und die Gefahr des Einreißens im Bereich des Randes vermindert ist.

Bei einer weiteren Lösung wird bei einem gattungsgemäßen Ge lenk ein Anschlag von einem um mindestens 180° umgebördelten Rand der einteiligen Außenschale und ein weiterer Anschlag von einem um mindestens 90° umgebördelten Kragen auf dem Außen mantel der Außenschale gebildet, welcher Kragen mit geringerem Aufwand umformbar ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der umgebördelte Rand bzw. Kragen mit seinem Innenumfang an dem Außenmantel der Außenschale anliegt, da dann ein Aufbiegen un möglich ist und hohe Axialkräfte vielmehr zu einem weiteren Einrollen und Verfestigen des Randes bzw. Kragens führen.

Bei einer weiteren Lösung wird bei einem gattungsgemäßen Ge lenk ein Anschlag von einem umgebördeltem Rand oder Kragen der einteiligen Außenschale und ein weiterer Anschlag von einem Haltering gebildet, der mit einem Außenkonus an einem Innenkonus des Gelenkauges anliegt und greift der Haltering mit einem Innenflansch in eine auf dem Außenmantel der Außenschale in Umfangsrichtung sich erstreckende Nut ein.

Bei dieser Ausgestaltung wird der Haltering zunächst in der Nut vormontiert, worauf das Gelenkauge mit seinem Innenkonus gegen den Außenkonus des Halterings gedrückt wird und es schließlich von einem zweiten Anschlag in axialer Richtung verspannt wird, wozu beispielsweise ein Rand der Außenschale umgebördelt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, daß bei dieser Konstruktion zumindest ein Rand der Außenschale nicht mehr umgebördelt zu werden braucht und daß der Haltering, der beispielsweise aus einem elastischen Werkstoff bestehen kann, Fertigungstoleranzen von Gelenkauge und Außenschale ausgleicht und eine besonders hohe Reibhaftung zwischen diesen Bauteilen bewirkt. Wenn der Innenflansch des Halteringes mehrere radiale Schlitze hat, läßt sich dieser besonders einfach montieren, da die Innenflanschab schnitte bei der Montage ausfedern. Wenn der Haltering mit einer an den Innenflansch angrenzenden Innenfläche an dem Außenmantel der zylindrischen Außenschale anliegt, werden die Haltekräfte gleichmäßig von der Außenschale in das Gelenkauge eingeleitet.

Bei weiteren Ausgestaltungen eines mit einem Haltering ver sehenen Gelenkes ist vorgesehen, einen zweiten Anschlag von einem um mindestens 180° umgebördelten Rand der Außenschale bzw. von einem um mindestens 90° umgebördelten Kragen auf dem Außenmantel der Außenschale zu bilden. Hierbei kann der umge bördelte Rand bzw. Kragen mit seinem Innenumfang an dem Außen mantel der Außenschale anliegen. Einige Vorteile der letztge nannten drei Ausgestaltungen wurden bereits weiter oben ange sprochen.

Schließlich ist bei einer Ausgestaltung vorgesehen, daß an einem als Anschlag dienenden, umgelegten Rand oder Kragen der Außenschale ein Haltering mit einer Stirnseite abgestützt ist, der mit einem Außenkonus an einem Innenkonus des Gelenkauges anliegt. Hierdurch ist bei Ausgleich von Fertigungstoleranzen auch eine symmetrische Übertragung der Haltekräfte von der Außenschale in das Gelenkauge möglich. Das Gelenkauge wird gewissermaßen an beiden Öffnungsseiten mit der Außenschale ver keilt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zuge hörigen Zeichnungen, in denen drei bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gelenkes dargestellt worden sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Gelenk mit einem um 180° umgebördelten Rand und ausgebördeltem Rand im Halbschnitt;

Fig. 2 ein Gelenk mit zwei Halteringen, von denen einer in eine Nut eingreift im Halbschnitt;

Fig. 3 einen Haltering gemäß Fig. 2 und 5 im Halbschnitt;

Fig. 4 einen Haltering gemäß Fig. 3 in der Draufsicht und teilweise geschitten;

Fig. 5 ein Gelenk mit an die Außenschale angeformtem Kragen und Nut für einen Haltering im Halbschnitt;

Fig. 6 dasselbe Gelenk mit eingesetztem Haltering im Halbschnitt;

Fig. 7 dasselbe Gelenk mit an dem Haltering anliegendem Gelenkauge im Halbschnitt;

Fig. 8 dasselbe Gelenk mit um 90° umgebördeltem Kragen im Halbschnitt.

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind rotationssymme trisch um die eingezeichneten Symmetrieachsen aufgebaut. Gleichwirkende Teile sind gleichbenannt und mit identischen Be zugsziffern versehen. Sämtliche Gelenke sind als Gummigelenk ausgebildet, wobei es jedoch im Rahmen der Erfindung liegt, auch Kugelgelenke u.ä. in der beschriebenen Weise in Gelenk augen zu befestigen.

Die Fig. 1 zeigt ein zylindrisches Gelenkinnenteil 1 aus einem metallischem Werkstoff, das unter Zwischenlage einer Gummi schicht 2 in eine ebenfalls metallische Außenschale 3 mit einem zylindrischen Außenmantel 4 eingesetzt ist. Um ein Gleiten des Gelenkinnenteiles 1 bzw. der Außenschale 3 auf der Gummischicht 2 zu verhindern, kann diese anvulkanisiert sein. Es ist aber auch möglich, die Gummischicht 2 unter erhöhter Vorspannung zwischen Gelenkinnenteil 1 und Außenschale 3 einzusetzen. Bei einem derartigen Gummigelenk sind in begrenztem Umfange Dreh-, Schwenk- oder Axialbewegungen des Gelenkinnenteils 1 gegenüber der Außenschale 3 möglich. Ein axiales Verschieben der Gummischicht 2 auf dem Gelenkinnenteil 1 wird durch Absätze 5 verhindert. Ein Einreißen der Gummischicht an den Stirnseiten wird durch Innenradien 6 unterdrückt.

Die Außenschale 3 ist in ein Gelenkauge 7 eingesetzt, wobei eine Ausbördelung 8 der Außenschale 3 an einer Stirnseite 9 des Gelenkauges 7 anliegt. Die Ausbördelung 8 wird zweckmäßigerweise vor dem Einschieben der Außenschale 3 in das Gelenkauge 7 erzeugt. An der anderen Stirnseite 9 bildet ein um 180° umgebördelter Rand 10 der Außenschale 3 einen Anschlag, so daß die Außenschale 3 im Gelenkauge 7 vollständig festgelegt ist. Der Rand 10 wird zweckmäßigerweise erst nach dem Einschieben der Außenschale 3 in das Gelenkauge 7 umgebördelt. Bei dieser Befestigung sind keine zusätzlichen Befestigungselemente erforderlich. Darüberhinaus kann die axiale Länge der Außenschale 3 die Tiefe der Bohrung des Gelenkauges erheblich überschreiten, so daß eine große Haftfläche für die Gummischicht 2 verwirklicht werden kann.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Gelenk ist an beiden Enden der Bohrung des Gelenkauges 7 ein Innenkonus 11 ausgebildet. An den Innenkonussen 11 liegen Halteringe 12, 13 mit ent sprechend ausgebildeten Außenkonussen 14 an. Der Haltering 12 ist mit einer Stirnseite 15 an einer Ausbördelung 8 abge stützt, so daß er zwischen Außenkonus 14 und Außenmantel 4 verkeilt ist. Der Haltering 13 ist mit einem Innenflansch 16 in eine Nut 17 der Außenschale 3 eingesetzt, so daß er axial un verrückbar festgelegt ist.

Beide Halteringe 12, 13 werden beim Herstellen der Ausbördelung 8 verkeilt, wodurch ausreichende axiale und radiale Stütz- und Haftkräfte in Umfangsrichtung erzielt werden, auch wenn die Gelenkteile größere Toleranzen aufweisen.

Weitere Einzelheiten des Halteringes 13 ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Fig. 3 und 4. Bemerkenswert sind die im Bereich des Innenflansches 16 ausgebildeten Schlitze 18, die ein Ausfedern des Innenflansches 16 beim Aufschieben auf die Außenschale 3 ermöglichen und die teilweise auch im Bereich des keilförmigen Halteringquerschnittes ausgebildet sind. Die Innenwand 19 des Halteringes 13 ist entsprechend der Außenschale 3 zylindrisch, so daß eine optimale Kraftübertra gung gewährleistet ist.

Bei dem in der Fig. 5 dargestellten Gelenk hat die Außenschale 3 in einem Endbereich einen senkrecht von der Außenwand 4 ab stehenden Kragen 20, gegen den das Gelenkauge 7 in einem ersten Montageschritt geschoben ist. Das Gelenkauge 7 ist im Bereich einer Öffnung mit einem Innenkonus 11 versehen, der die Stützfläche für einen nichtdargestellten Haltering 13 bildet. Die Außenschale 3 ist mit einer umlaufenden Nut 17 für eben diesen Haltering versehen.

Bei dem in der Fig. 6 dargestellten zweiten Montageschritt ist der Haltering 13 mit seinem Innenflansch 16 in die Nut 17 der Außenschale 3 eingesetzt. Der Abstand des Kragens 20 von der Nut 17 ist so auf die Höhe des Gelenkauges abgestimmt, daß der Haltering 13 bequem in seine Endlage bringbar ist. In einem weiteren Montageschritt, der in der Fig. 7 dargestellt ist, wird das Gelenkauge 7 auf der Außenschale 3 verschoben, bis es mit seinem Innenkonus 11 an dem Außenkonus 14 des Halteringes 13 anliegt. Schließlich wird, wie in der Fig. 8 gezeigt, der Kragen 20 um 90° umgebogen, so daß er mit der Stirnfläche seines Randes an der Stirnseite 9 des Gelenkauges 7 anliegt. Dabei wird das Gelenkauge 7 zwischen den Kragen 20 und dem Haltering 13 verspannt, wobei die Elastizität insbesondere durch Werkstoffwahl des Halteringes 13 beeinflußbar ist.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, anstatt eines Kragens 20 einen um 180° umgebördelten Rand der Außenschale 3 vorzusehen. Ein wirksamer Schutz des umgebördelten Randes bzw. des Kragens wird erreicht, wenn dieser um mehr als 180° bzw. 90° umge bördelt wird, bis er an seinem Innenumfang 21 an dem Außen mantel 4 der Außenschale 3 anliegt.

Bezugszeichenliste 1 Gelenkinnenteil
2 Gummischicht
3 Außenschale
4 Außenmantel
5 Absatz
6 Innenradius
7 Gelenkauge
8 Ausbördelung
9 Stirnseite
10 Rand
11 Innenkonus
12 Haltering
13 Haltering
14 Außenkonus
15 Stirnseite
16 Innenflansch
17 Nut
18 Schlitz
19 Innenwand
20 Kragen
21 Innenumfang

Claims

1. Gelenk für Übertragungsgestänge in Kraftfahrzeugen, insbesondere Gummigelenk oder Kugelgelenk, mit einem in einer zylindrischen Außenschale (3) beweglich gelagerten Gelenkinnenteil (1) und mit einem die Außenschale (3) umschließenden Gelenkauge (7), in dem die Außenschale (3) in axialer Richtung von Anschlägen gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Anschlag von einem um mindestens 180° umgebördelten Rand (10) der einteiligen Außenschale (3) gebildet wird.

2. Gelenk für Übertragungsgestänge in Kraftfahrzeugen, insbesondere Gummigelenk oder Kugelgelenk, mit einem in einer zylindrischen Außenschale (3) beweglich gelagerten Gelenkinnenteil (1) und mit einem die Außenschale (3) um schließenden Gelenkauge (7), in dem die Außenschale (3) in axialer Richtung von Anschlägen gehalten ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Anschlag von einem um mindestens 180° umgebördelten Rand (10) der einteiligen Außenschale (3) gebildet wird und
daß ein weiterer Anschlag ausgehend von einem im rechten Winkel abstehenden und um mindestens 90° umgebördelten Kragen (20) auf dem Außenmantel (4) der Außenschale (3) gebildet wird.

3. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennn zeichnet, daß der umgebördelte Rand (10) bzw. Kragen (20) mit seinem Innenumfang (21) an dem Außenmantel (4) der Außenschale (3) anliegt.

4. Gelenk für Übertragungsgestänge in Kraftfahrzeugen, insbesondere Gummigelenk oder Kugelgelenk, mit einem in einer zylindrischen Außenschale (3) beweglich gelagerten Gelenkinnenteil (1) und mit einem die Außenschale (3) um schließenden Gelenkauge (7), in dem die Außenschale (3) in axialer Richtung von Anschlägen gehalten ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Anschlag von einem umgebördelten Rand (10) oder Kragen (20) der einteiligen Außenschale (3) gebildet wird,
daß ein weiterer Anschlag von einem Haltering (13) gebildet wird, der mit einem Außenkonus (14) an einem Innenkonus (11) des Gelenkauges (7) anliegt und
daß der Haltering (13) mit einem Innenflansch (16) in eine auf dem Außenmantel (4) der einteiligen Außenschale (3) in Umfangsrichtung sich erstreckende Nut (17) eingreift.

5. Gelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenflansch (16) des Halteringes (13) mehrere radiale Schlitze (18) hat.

6. Gelenk nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Haltering (13) mit einer an den Innen flansch (16) angrenzenden Innenwand (19) an dem Außenmantel (4) der zylindrischen Außenschale (3) anliegt.

7. Gelenk nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Anschlag von einem um mindestens 180° um gebördelten Rand (10) der Außenschale (3) gebildet wird.

8. Gelenk nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Anschlag von einem mindestens um 90° um gebördelten Kragen (20) auf dem Außenmantel (4) der Außen schale (3) gebildet wird.

9. Gelenk nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der umgebördelte Rand (10) bzw. Kragen (20) mit seinem Innenumfang (21) an dem Außenmantel (4) der Außenschale (3) anliegt.

10. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß an einem als Anschlag dienenden, umgelegten Rand (10) oder Kragen (20) der Außenschale (3) ein Halte ring (12) mit einer Stirnseite (15) abgestützt ist, der mit einem Außenkonus (14) an einem Innenkonus (11) des Gelenkauges (7) anliegt.