DE3823755A1

DE3823755A1 - Bearing

Info

Publication number: DE3823755A1
Application number: DE3823755A
Authority: DE
Inventors: Motohiro Sakai; Tsuneharu Wasada
Original assignee: Tokai TRW and Co Ltd
Current assignee: Tokai TRW and Co Ltd
Priority date: 1987-07-15
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1989-01-26
Also published as: KR890002570A; JPS6421218A; KR960000985B1; BR8803571A; JPH06100218B2

Abstract

A bearing for an elastically deformable ball joint is described, this being installed in the preloaded condition between the spherical portion and the housing of a ball spigot. The body of the bearing is provided in its upper section with a plurality of blind holes which are arranged along at least one circle, which is concentric with the axis of the body. The blind holes extend from the topside of the body downwards.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Lager für Kugelgelenke, die in Lenk- oder Aufhängungssystemen hauptsächlich in Fahrzeugen wie Automobilen benutzt werden.The invention relates to bearings for ball joints, which in Steering or suspension systems mainly in vehicles such as Automobiles are used.

Bekannte Lager für Fahrzeugkugelgelenke dieser Art sind unter Verwendung des Spritzgußverfahrens aus einem synthetischen Harz mit niedriger Reibung und mit ausgezeichneter Wider standsfähigkeit gegen Abnutzung wie Nylon, Polypropylen oder dergleichen hergestellt.Known bearings for vehicle ball joints of this type are under Using the injection molding process from a synthetic Low friction resin with excellent resistance resistance to wear and tear such as nylon, polypropylene or the like.

Beim Spritzgießen des Kunstharzes wird zur Minimalisierung des Schrumpfens oder einer örtlichen Verformung (Zunahme der Dic ke) eine Form mit einer speziellen Gestalt gewählt, und es werden optimale Werte für die Spritzbedingungen wie Spritzguß druck, Temperatur und Zeitdauer eingestellt. When the resin is injection molded, the Shrinking or local deformation (increase in Dic ke) chosen a shape with a special shape, and it become optimal values for the spraying conditions such as injection molding pressure, temperature and time set.

In einem bekannten Kugelgelenklager, wie es in den Fig. 8a und 8b dargestellt ist, sind im Außenumfang eines oberen Ab schnitts des Körpers des Kunstharzlagers 10 mehrere radial verlaufende Schlitze 11 angebracht. Beim Spritzgießen des La gerkörpers fließt das Material oder das Kunstharz im geschmol zenen Zustand jedoch nicht glatt. Als Ergebnis wird auf die Bereiche des Lagerkörpers zwischen den zu bildenden Schlitzen 11 kein ausreichender Spritzgußdruck ausgeübt, was zur Bildung einer oder mehrerer Honigwaben und/oder zum Auftreten einer oder mehrerer örtlicher Verformungen führt.In a known ball joint bearing, as shown in FIGS . 8a and 8b, a plurality of radially extending slots 11 are provided in the outer circumference of an upper section of the body of the synthetic resin bearing 10 . When the bearing body is injection molded, the material or the synthetic resin does not flow smoothly in the molten state. As a result, insufficient injection molding pressure is exerted on the areas of the bearing body between the slots 11 to be formed, which leads to the formation of one or more honeycombs and / or the occurrence of one or more local deformations.

Zur Erzielung einer Federwirkung ist das in den Fig. 9a und 9b dargestellte Lager 10′ entwickelt worden. Bei diesem bekannten Lager 10′ ist in der Oberseite des Lagerkörpers eine Nut 12 in Form eines Rings gebildet. Die Dicke des Lagerkörpers wird da bei jedoch an dem Bereich reduziert, wo die ringförmige Nut 12 vorhanden ist, so daß sich bei dem bekannten Lager das Problem ergibt, daß es nur eine unzureichende Belastung aufnehmen kann oder eine geringe mechanische Festigkeit hat.To achieve a spring action, the bearing 10 'shown in Figs. 9a and 9b has been developed. In this known bearing 10 ', a groove 12 is formed in the form of a ring in the top of the bearing body. However, the thickness of the bearing body is reduced in the area where the annular groove 12 is present, so that the known bearing has the problem that it can only take up an insufficient load or has a low mechanical strength.

Mit Hilfe der Erfindung soll ein Lager für ein Kugelgelenk ge schaffen werden, bei dem die bei den oben beschriebenen be kannten Lagern vorhandenen Nachteile wirksam beseitigt sind.With the help of the invention, a bearing for a ball joint is ge create, in which the be described in the above known bearings existing disadvantages are effectively eliminated.

Ferner soll mit Hilfe der Erfindung ein Lager für ein Kugelge lenk geschaffen werden, bei dem die Bildung einer oder mehre rer Honigwaben beim Spritzen des Lagers verhindert wird und die plastische Verformung beim Schrumpfen des Lagers auf ein Minimum herabgesetzt wird, damit eine ausreichende mechanische Festigkeit des Lagers gewährleistet wird.Furthermore, with the help of the invention, a bearing for a Kugelge be created in which the formation of one or more honeycomb is prevented when spraying the bearing and the plastic deformation when the bearing shrinks to Minimum is reduced to ensure adequate mechanical Strength of the bearing is guaranteed.

Um dies zu erreichen, ist der Lagerkörper mit mehreren feinen Sacklöchern versehen.To achieve this, the bearing body is fine with several Provide blind holes.

Durch Vorsehen der Sacklöcher kann das Kunstharz bei seinem Spritzgießen in den Lagerkörper aufgrund der Tatsache, daß das Kunstharzmaterial im geschmolzenen Zustand zwischen die Sack löcher fließt, glatt ohne Verstopfen fließen, wobei Teile des Lagers im wesentlichen dem gleichen Spritzdruck ausgesetzt werden. Die im Lagerkörper gebildeten Sacklöcher ergeben die gleiche elastische Wirkung, wie sie durch die Schlitze und die ringförmige Nut in den Körpern der bekannten Lager nach den Fig. 8 und 9 erhalten werden.By providing the blind holes, the resin when it is injection molded into the bearing body can flow smoothly without clogging due to the fact that the resin material flows between the blind holes in the molten state, parts of the bearing being subjected to substantially the same injection pressure. The blind holes formed in the bearing body give the same elastic effect as they are obtained through the slots and the annular groove in the bodies of the known bearings according to FIGS. 8 and 9.

Nach der Erfindung wird ein Lager für ein elastisch verformba res Kugelgelenk geschaffen, wobei das Lager in vorbelastetem Zustand zwischen den Kugelabschnitt und das Gehäuse eines Ku gelzapfens eingebaut wird, wobei im oberen Teil des Körpers dieses Lagers mehrere Sacklöcher gebildet und wenigstens längs eines konzentrisch zur Achse des Körpers verlaufenden Kreises angeordnet werden, wobei die Sacklöcher von der Oberseite des oberen Abschnitts der Körpers aus nach unten ragen.According to the invention, a bearing for an elastically deformable res ball joint created, the bearing in preloaded Condition between the spherical section and the housing of a Ku gel cone is installed, being in the upper part of the body this camp formed several blind holes and at least lengthways a circle concentric to the axis of the body be arranged, the blind holes from the top of the protruding from the top of the body.

Die Erfindung wird nun im Zusammenhang mit der Zeichnung bei spielshalber erläutert. Es zeigen:The invention will now be in connection with the drawing explained for the sake of play. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Kugelgelenklagers nach der Erfindung, Fig. 1 is a side view of a first embodiment of a ball joint bearing according to the invention,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Lager von Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of the bearing of Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie A-A mit Blick in Richtung der in Fig. 1 angegebenen Pfeile, Fig. 3 is an enlarged section along the line AA looking in the direction indicated in Fig. 1, arrows,

Fig. 4 einen Teilschnitt zur Veranschaulichung des Fließens von geschmolzenem Kunstharz beim Spritzgießen des ge schmolzenen Materials, Fig. 4 is a sectional view schematically showing the flow of molten resin during injection molding of the molten material,

Fig. 5 einen Schnitt einer Hälfte des Kugelgelenks mit ein gebautem erfindungsgemäßen Lager im zusammengebauten Zustand, Fig. 5 is a sectional view of one half of the ball joint with a bearing the constructed according to the invention in the assembled state,

Fig. 6a eine Teildraufsicht auf eine abgewandelte Sacklochan ordnung, 6a order. A partial plan view of a modified Sacklochan,

Fig. 6b eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 6a mit einer weite ren abgewandelten Sacklochanordnung, Fig. 6b is a view similar to FIG. 6a having another alternative modified blind hole assembly,

Fig. 7a einen Teilschnitt einer zweiten Ausführung des Kugel gelenklagers nach der Erfindung, Fig. 7a shows a partial section of a second embodiment of the spherical bearing according to the invention,

Fig. 7b einen Schnitt einer dritten Ausführung des Kugelge lenklagers nach der Erfindung, Fig. 7b shows a section of a third embodiment of the Kugelge steering bearing according to the invention,

Fig. 8a eine Draufsicht auf ein bekanntes Kugelgelenklager, Fig. 8a is a plan view of a known spherical bearing,

Fig. 8b einen Schnitt des Lagers von Fig. 8a, Fig. 8b is a sectional view of the bearing of FIG. 8a,

Fig. 9a eine Draufsicht auf ein weiteres bekanntes Kugelge lenklager und Fig. 9a is a plan view of another known Kugelge steering bearing

Fig. 9b einen Schnitt des Lagers von Fig. 9a. Fig. 9b shows a section of the bearing of Fig. 9a.

Die Erfindung wird nun unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben, in denen eine erste Ausführung des Kugelgelenklagers nach der Erfindung dargestellt ist. Das Ku gelgelenklager 1 wird durch Spritzgießen eines Kunstharzes mit niedriger Reibung und hoher Abnutzungsbeständigkeit wie Nylon, Polypropylen oder dergleichen hergestellt.The invention will now be described with particular reference to FIGS. 1 to 3, in which a first embodiment of the ball joint bearing according to the invention is shown. The Ku gel spherical bearing 1 is made by injection molding a resin with low friction and high wear resistance such as nylon, polypropylene or the like.

Das Lager 1 hat einen dreidimensionalen Körper, der in einem Bereich gebildet ist, in dem eine elastische Wirkung auf das Lager ausgeübt wird (auf eine Stirnfläche in axialer Richtung des Lagerkörpers), wobei mehrere Sacklöcher 2 in konzentri schen Kreisen bezüglich eines axialen Luftauslasses 1 a ange ordnet sind, der in der Mitte der erwähnten Stirnfläche liegt. Jedes Sackloch 2 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, wie die Draufsicht zeigt, und es erstreckt sich von der Ober seite des Lagerkörpers aus nach unten zu einer Position kurz vor einer kugelförmigen Ausnehmung 3, die im Lagerkörper ge bildet ist und mit dem Luftauslaß 1 a in Verbindung steht. Die unteren Enden der Sacklöcher 1 haben jeweils den gleichen Ab stand vom Umfang der kugelförmigen Ausnehmung 3. Die entgegen gesetzte axiale Stirnfläche des Lagerkörpers ist mit einer Öffnung 4 versehen, die mit der Ausnehmung 3 in Verbindung steht.The bearing 1 has a three-dimensional body which is formed in an area in which an elastic effect is exerted on the bearing (on an end face in the axial direction of the bearing body), with several blind holes 2 in concentric circles with respect to an axial air outlet 1 a are arranged, which is in the middle of the mentioned end face. Each blind hole 2 has a circular cross section, as the top view shows, and it extends from the upper side of the bearing body down to a position just before a spherical recess 3 , which is formed in the bearing body and with the air outlet 1 a in Connection is established. The lower ends of the blind holes 1 each have the same From the circumference of the spherical recess 3rd The opposite axial end face of the bearing body is provided with an opening 4 which is connected to the recess 3 .

Durch Vorsehen der Sacklöcher 2 anstelle der Schlitze 11 (beim bekannten Lager gemäß Fig. 8a und Fig. 8b) oder der Schlitze 12 (beim bekannten Lager gemäß Fig. 9a, 9b) fließt das ge schmolzene Kunstharz beim Spritzgießen des Lagers 1 längs der Bereiche zwischen den Sacklöchern 2 ohne Behinderung (Fig. 4), wodurch Teile des Lagers einem gleichmäßigen Spritzdruck aus gesetzt werden, weil die unteren Enden der Sacklöcher 2 je weils den gleichen Abstand von der kugelförmigen Ausnehmung 3 aufweisen. Somit ergeben sich eine ausgezeichnete Spritzbar keit und Abmessungsstabilität, wodurch das Auftreten eines oder mehrerer übermäßig dicker Bereiche sowie jede merkliche örtliche Verformung aufgrund eines Schrumpfens verhindert wer den können.By providing the blind holes 2 of the slots 11 in place (in the known bearing of FIG. 8a and FIG. 8b) or the slots 12 (in the known bearing according to Fig. 9a, 9b) flows ge molten resin during injection molding of the bearing 1 along the areas between the blind holes 2 without obstruction ( Fig. 4), whereby parts of the bearing are placed at a uniform injection pressure, because the lower ends of the blind holes 2 each have the same distance from the spherical recess 3 . This results in excellent sprayability and dimensional stability, which prevents the occurrence of one or more excessively thick areas and any noticeable local deformation due to shrinkage.

Wie Fig. 5 genauer erkennen läßt, wird der kugelförmige Ab schnitt 5 a eines Kugelzapfens 5 durch die Öffnung 4 in die Ausnehmung 3 gepreßt, und die Anordnung aus Lager und Kugel zapfen wird im vorgespannten Zustand drehbar in ein Gehäuse 6 eingebaut, wodurch ein Universalkugelgelenk entsteht. In die sem Fall wird das Lager 1 vom kugelförmigen Abschnitt 5 a des Kugelzapfens 5 radial nach außen gerichteten Kräften und vom Gehäuse 6 radial nach innen gerichteten Kräften ausgesetzt; nach Fig. 5 wird dadurch ein Teil des Lagermaterials, also des Kunstharzes, gezwungen, in die Sacklöcher 2 zu fließen, wo durch das Ausüben eines übergroßen Flächendrucks auf den ku gelförmigen Abschnitt 5 a verhindert wird, so daß die auf die Lager- und Kugelzapfenanordnung beim Einpressen in das Gehäuse 6 ausgeübte Vorspannung gleichmäßig auf die Anordnung verteilt werden kann, damit ein Universalkugelgelenk geschaffen wird, das ein ausgezeichnetes Verhalten und eine verbesserte Bestän digkeit aufweist. Wenn die Lager- und Kugelzapfenanordnung in den hohlen Innenraum des Gehäuses 6 gepreßt wird, verformt sich das Lager elastisch, so daß Herstellungstoleranzen des Lagers und des Gehäuses aufgenommen und Defektmöglichkeiten im Einsatz des erhaltenen Kugelgelenks eliminiert werden.As can be seen in Fig. 5 in more detail, the spherical section from 5 a of a ball pin 5 is pressed through the opening 4 into the recess 3 , and the arrangement of bearing and ball pin is rotatably installed in a preloaded state in a housing 6 , whereby a universal ball joint arises. In this case, the bearing 1 from the spherical portion 5 a of the ball pin 5 is subjected to radially outward forces and from the housing 6 radially inward forces; of FIG. 5 in a portion of the bearing material, so the resin is forced to flow into the blind holes 2, which is prevented by the exertion of an excessive surface pressure on the ku gel portion 5a, so that the bearing and ball and socket arrangement when pressed into the housing 6 applied bias can be evenly distributed over the arrangement, so that a universal ball joint is created, which has excellent behavior and improved resistance. When the bearing and ball pin assembly is pressed into the hollow interior of the housing 6 , the bearing deforms elastically, so that manufacturing tolerances of the bearing and the housing are accommodated and defects in use of the ball joint obtained are eliminated.

In Bereichen zwischen benachbarten Sacklöchern 2 werden auf grund der örtlichen Deformation der Innenfläche des Hohlraums 3 längs Kreisen einzelne, im wesentlichen kreisrunde flache Ausnehmungen 3 a erzeugt, die als Schmiermittelaufnahmen die nen. Das Schmiermittel in den Ausnehmungen 3 a bildet zwischen der Innenfläche des Hohlraums 3 und der Außenumfangsfläche des kugelförmigen Abschnitts 5 a einen Schmierfilm, so daß der ku gelförmige Abschnitt 5 a innerhalb der Ausnehmung 3 stets in einem freibeweglichen Zustand gehalten wird.In areas between adjacent blind holes 2 individual, essentially circular flat recesses 3 a are generated due to the local deformation of the inner surface of the cavity 3 along circles, which the NEN as lubricant receptacles. The lubricant in the recesses 3 a forms between the inner surface of the cavity 3 and the outer circumferential surface of the spherical portion 5a a lubricating film, so that the ku gel section 5 is always kept a within the recess 3 in a freely movable state.

Obgleich eine auf den Kugelzapfen ausgeübte Belastung über den kugelförmigen Abschnitt 5 a auf den Körper des Lagers 1 ein wirkt, kann die Ermüdung des Materials oder des synthetischen Harzes auf das Lager 1 auf ein Minimum herabgesetzt werden, da die Belastung durch die Sacklöcher 1 gemindert wird. Da die Sacklöcher 2 angrenzend an einen Abschnitt des Umfangs der Ausnehmung 3 und längs dieses Abschnitts angeordnet sind (s. Fig. 1), wird ein elastischer Druck gleichmäßig längs des Au ßenumfangs des kugelförmigen Abschnitts 5 a verteilt. Zwischen der Außenumfangsfläche des kugelförmigen Abschnitts 5 a und der inneren Kugelfläche der Ausnehmung 3 entsteht zwar Reibungs wärme, wenn sich der Kugelzapfen 5 dreht, jedoch wird diese Reibungswärme in die Sacklöcher 2 abgeleitet, so daß ein Tem peraturanstieg am Lager 1, der auf Reibungswärme zurückzufüh ren ist, verhindert werden kann.Although a load applied to the ball stud about the spherical portion 5a acts on the body of the bearing 1 a, the fatigue of the material or the synthetic resin to the bearing 1 can be reduced to a minimum, since the load is reduced by the blind holes 1 . Since the blind holes 2 are arranged adjacent to a section of the circumference of the recess 3 and along this section (see FIG. 1), an elastic pressure is distributed uniformly along the outer circumference of the spherical section 5 a . Between the outer peripheral surface of the spherical portion 5 a and the inner spherical surface of the recess 3 , frictional heat arises when the ball pin 5 rotates, but this frictional heat is dissipated into the blind holes 2 , so that a temperature rise at the bearing 1 , which is due to frictional heat ren, can be prevented.

Die Sacklöcher 2 können einen elliptischen Querschnitt haben, wie Fig. 6a zeigt; sie können auch einen rechtwinkligen Quer schnitt gemäß Fig. 6b haben, je nachdem, was erwünscht ist. Die in den Fig. 6a und 6b dargestellten Sacklöcher haben die gleiche Wirkung wie die Sacklöcher mit kreisförmigem Quer schnitt, die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt sind. Das Prin zip der Erfindung kann auch in der Ausführung von Fig. 5 ver wirklicht werden (die der bekannten Ausführung von Fig. 8 ähn lich ist); auch die Verwirklichung bei einem Doppellager gemäß Fig. 7b ist möglich.The blind holes 2 can have an elliptical cross section, as shown in FIG. 6a; they can also have a right-angled cross-section according to Fig. 6b, whichever is desired. The blind holes shown in Figs. 6a and 6b have the same effect as the blind holes with a circular cross section, which are shown in Fig. 2 and Fig. 3. The principle of the invention can also be realized in the embodiment of FIG. 5 (which is similar to the known embodiment of FIG. 8); Realization in a double bearing according to FIG. 7b is also possible.

Wie oben beschrieben wurde, kann das Entstehen einer oder meh rerer Honigwaben beim Spritzgießen des Lagers verhindert wer den, da der Körper des Lagers mit mehreren kreisförmig ange ordneten Sacklöchern versehen ist; auch das Auftreten be trächtlicher örtlicher Verformungen aufgrund eines Schrumpfens kann auf ein Minimum herabgesetzt werden. Ferner gibt es kein Problem wie das Reduzieren der mechanischen Festigkeit, das beim Vorsehen von Nuten auftritt.As described above, the emergence of one or more Preventing honeycombs during injection molding of the bearing the, since the body of the camp is circular with several ordered blind holes is provided; also the appearance be major local deformations due to shrinkage can be reduced to a minimum. Furthermore, there is none Problem like reducing mechanical strength, that occurs when grooves are provided.

Die Vorteile der Erfindung sowie gewissen Änderungen und Modi fikationen der beschriebenen Ausführungsformen sind für den Fachmann ohne weiteres erkennbar.The advantages of the invention as well as certain changes and modes The described embodiments are for the Expert easily recognizable.

Claims

1. Bearing for an elastically deformable ball joint, the bearing being installed in the preloaded state between the ball section and the housing of a ball pin, characterized in that several blind holes are formed in the upper section of the body of the bearing, which are centered in at least one Axis of the body lying circle are arranged.

2. Bearing according to claim 1, characterized in that the Blind holes in several concentric to the axis of the body circles are arranged.

3. Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the blind holes from the top of the top section extend downward from the body and shortly before that in La body-formed cavity end.

4. Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the lower ends of the blind holes equidistant from the um beginning of the recess.