DE4212464A1 - In einer Montageöffnung eines Bauteils zu befestigendes Gelenk sowie Verfahren zu dessen Befestigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein in einer Montageöffnung eines Bau­ teils zu befestigendes Gelenk, insbesondere in einem Radfüh­ rungslenker anzubringendes Radführungsgelenk, mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren zur Gelenkbefestigung.

Eine derartige Gelenkbefestigung ist aus DE-OS 27 56 228 - Fig. 4 - bekannt. Bei dieser Konstruktion ist das Metallgehäuse des Gelenkes in eine Montageöffnung eines aus Stahlblech gezogenen Radführungslenkers eingesetzt.

Die Montageöffnung ist durch einen zur Lenkerinnenseite hin durchgestellten, zylindrischen Kragen gebildet, in welchem das zylindrische Metallgehäuse kraftschlüssig eingepreßt ist, wo­ bei durch einen auf der Kragenstirnfläche aufruhenden Gehäuse­ flansch die Einpreßtiefe begrenzt und das Metallgehäuse in der anderen Achsrichtung durch eine Halterung festgelegt ist.

Diese Halterung ist notwendig, da trotz hoher Paßgenauigkeit häufig der zwischen Metallgehäuse und Bauteil gegebene Kraft­ schluß nicht ausreicht, um Abstützkräfte über die Lebensdauer des Führungsgelenkes stets zuverlässig aufzunehmen.

Aus diesem Grund ist bei der bekannten Ausführungsform das Me­ tallgehäuse durch Verschweißen mit dem Bauteil an der vom Kra­ gen abgekehrten Seite des Radführungslenkers fixiert.

Abgesehen von der aufwendigen Festlegung des Führungsgelenkes im Kragen des Radführungslenkers, resultiert aus der beim An­ schweißen erfolgenden Erwärmung des Metallgehäuses der gravie­ rende Nachteil, daß dasselbe nicht mit einer aus elastomerem Material bestehenden Kugelpfanne ausgestattet und in das Me­ tallgehäuse eingebrachtes Schmiermittel zerstört werden kann.

Schließlich kann das Metallgehäuse durch den notwendigen Preß­ sitz im Kragen durch Radialspannungen eine derartige Verformung erfahren, daß dadurch die Gelenkbeweglichkeit beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkbefesti­ gung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erläuterten Art anzugeben, die eine lagesichere und von Radialspannungen freie Festlegung eines Gelenkes, ohne dasselbe in den Bauteil ein­ pressen zu müssen, ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist das Metallgehäuse des Gelenkes in der Montageöffnung axial fixiert, indem durch Umformen des Ringkragens eine Radialverspannung von Metallge­ häuse und Bauteil und dadurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden Teilen herbeigeführt wird. Durch das Umlegen des Ringkragens wird außerdem eine formschlüssige Verbindung und damit eine Übertragung von Betriebskräften in allen mög­ lichen Richtungen gewährleistet.

Die Trennfuge zwischen dem Innenumfang der Montageöffnung und dem Außenumfang des Metallgehäuses ist dabei an der einen Seite des Bauteils vom Flansch des Metallgehäuses und an der anderen Bauteilseite von dem an diese angelegten Ringkragen überdeckt. Flansch und Ringkragen schaffen so über eine Fugenabdichtung einen wirksamen Korrosionsschutz zwischen den miteinander ver­ bundenen Teilen. Flansch und Ringkragen können dabei gemäß den Patentansprüchen 2 und 3 alternativ am Metallgehäuse des Ge­ lenks oder am Bauteil vorgesehen sein.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Gelenkbefestigung läßt sich vorteilhaft mittels eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 10 bewerkstelli­ gen.

Neben der Konstruktion der DE-OS 27 56 228 - Fig. 4 -, von der die Erfindung ausgeht, ist es gemäß DE-OS 39 00 230 bereits bekannt, das Gehäuse eines sphärischen Gelenkes in einer Mon­ tageöffnung zu fixieren, indem dasselbe mittels zweier Flansche die einander gegenüberliegenden Randteile der Montageöffnung übergreift.

In diesem Falle besteht aber das Gehäuse dieses Gelenkes aus Kunststoff und ist durch eine spezielle Formtechnik an den Bauteil angeformt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dar­ gestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Radführungsgelenk, in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Darstellung des in einem Radführungslenker befestigten Radführungsgelenkes gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein durch einen strichpunktierten Kreis angedeu­ teten Ausschnitt der Fig. 1, in stark vergrößer­ tem Maßstab,

Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1, in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungs­ beispiel der Erfindung.

Das in Fig. 1 gezeigte, aufbaumäßig bekannte Radführungsgelenk 10 ist zur Befestigung in einer Montageöffnung 11 im radseiti­ gen Endstück eines Radführungslenkers 12 (Fig. 2) bestimmt, der beispielsweise durch ein Ziehteil aus Stahlblech gebildet ist.

Das eine aus Kunststoff bestehende Kugelpfanne 14 zur Lagerung des Kugelkopfes 16 eines Gelenkzapfens 18 aufnehmende, mittels einer Dichtungskappe 20 verschlossene Metallgehäuse des Rad­ führungsgelenkes 10 ist als Ganzes mit 22 bezeichnet. Dasselbe weist einen Umfangsbund 24 mit zwei zylindrischen Bundab­ schnitten mit verschiedenen Durchmessern auf.

Der Bundabschnitt größeren Durchmessers bildet einen Abstütz­ flansch 26, während in die Stirnseite des anderen Bundab­ schnittes 28 eine Ringnut 30 eingeformt ist, die im Querschnitt hohlkehlenartig ausgeformt ist, und deren außenliegende Um­ fangswand 32, gemäß Fig. 1, von innen schräg nach oben, außen ansteigt. Dadurch bildet der Bundabschnitt 28 über einen Be­ reich seiner Länge einen zur Lagerachse koaxialen Ringkragen 34, der sich seiner Stirnkante zu verjüngt und dessen Axialmaß ungefähr der Blechdicke des Radführungslenkers 12 entspricht.

Die Kragenstirnkante 36 ist vorzugsweise quer zur Kragenum­ fangsrichtung konvex gerundet.

Der Außendurchmesser des Bundabschnittes 28 ist auf den Durch­ messer der Montageöffnung 11 derart abgestimmt, daß das Rad­ führungsgelenk 10 mit seinem Umfangsabschnitt 28 manuell in die Montageöffnung 11 eingesteckt werden kann, wobei der Abstütz­ flansch 26 dessen Einstecktiefe begrenzt, indem er an die eine Randzone der Montageöffnung 11 zur Anlage gelangt.

Zur Fixierung des Radführungsgelenkes 10 in der Montageöffnung 11 ist der Ringkragen 34 nach dem Einstecken zur Bildung eines weiteren Flansches 38 nach außen umzuformen und an die der An­ lagefläche 40 für den Abstützflansch 26 gegenüberliegende An­ lagefläche 42 des Radführungslenkers 12 anzulegen (Fig. 2).

Dieses Kragenumformen läßt sich durch Kaltverformen mittels eines geeigneten Werkzeuges in rollierender oder taumelnder Arbeitsweise vorteilhaft derart bewerkstelligen, daß der zu einem Flansch 38 umgeformte Ringkragen 34 schließlich den Bau­ teil 12 im Bereich der Ringkante 44 seiner Montageöffnung 11 formschlüssig umschließt und die entsprechende Randzone der Montageöffnung in Art eines Nietkopfes überlappt. Vorzugsweise entspricht dabei der Durchmesser dieser Überlappung im wesent­ lichen demjenigen des Abstützflansches 26. Die abgerundete Ausbildung der Ringkragenstirnkante 36 in Verbindung mit der Ringnut 30 ermöglicht dabei ein vorteilhaftes Ansetzen des Um­ formwerkzeuges.

Anhand der Fig. 3 wird dabei deutlich, daß beim Umformen des Ringkragens 34 der Werkstoff des Radführungslenkers 12 im Be­ reich um die strichpunktiert angedeutete Ringkante 44 der Mon­ tageöffnung 11 radial nach außen und der Werkstoff des Metall­ gehäuses 22 sowohl radial nach außen als auch nach innen verdrängt wird, wodurch über den axialen Abschnitt a zwischen dem Bauteil 12 und dem Bundabschnitt 28 des Metallgehäuses 22 beide Teile relativ zueinander radial entsprechend stark ver­ spannt werden. Die durch dieses Radialverspannen (Lochleibung) erzielte Verbindung führt dazu, daß am Gelenkzapfen 18 angrei­ fende, hohe Betriebskräfte in den Radführungslenker 12 kraft- und formschlüssig sicher übertragen werden.

Wie Fig. 4 zeigt, können in die Umfangsfläche 26 des Bundab­ schnittes 28 von Metallgehäuse 22 eine oder mehrere Vertiefun­ gen 48 oder ggf. Erhöhungen ein- bzw. ausgeformt sein, denen komplementäre Umfangsflächenteile der Montageöffnung 11 zuzu­ ordnen sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel einer Gelenkbefestigung gemäß Fig. 5 sind die ein mit 50 bezeichnetes, beispielsweise als Radfüh­ rungsgelenk ausgebildetes Gelenk in einer Montageöffnung 52 eines Bauteils 54 haltenden Komponenten bauteilseitig vorgese­ hen.

Demgemäß sind an den Bauteil 54, und zwar an den Innenumfang der Montageöffnung 52, ein Innenflansch 56 und, diesem gegen­ überliegend, ein strichpunktiert angedeuteter Ringkragen 58 angeformt.

Zur Halterung des Gelenk-Metallgehäuses 60 ist dasselbe mit einem Außenbund 62 ausgestattet, mit dem sich das Gelenk 40 nach Einbringen in die Montageöffnung 52 an deren Innenflansch 56 abstützt. Anschließend läßt es sich in der bereits erläu­ terten Weise durch entsprechendes Kaltverformen des Ringkragens 58 zu einem Flansch 64 im Bauteil 54 axial und radial festle­ gen.

Claims (10)

1. In einer Montageöffnung eines Bauteils zu befestigendes Ge­ lenk, insbesondere in einem Radführungslenker anzubringendes Radführungsgelenk, mit einem die Montageöffnung axial durch­ setzenden metallischen Gehäuse, das gegenüber dem Bauteil in einem Bereich wechselseitiger Überlappung einerseits durch ei­ nen Radialflansch und andererseits durch eine Gegenhalterung fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenhalterung durch einen in der Ausgangslage axialen Ringkragen (34; 58) gebildet ist, der durch Kaltverformung in einen Radialflansch (38; 64) überführbar ist.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Radialflansch (38) und Ringkragen (34) an das Metallgehäuse (22) angeformt sind.

3. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Radialflansch (56) und Ringkragen (58) Wandteile der Mon­ tageöffnung (52) des Bauteils (54) bilden und daß das Metall­ gehäuse (60) mit einem Außenbund (62) in der Montageöffnung (52) gehalten ist.

4. Befestigung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkragen (34) eine zylindrische Außenumfangsfläche sowie eine sich nach innen konisch verjüngende Innenumfangs­ fläche (32) aufweist.

5. Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkragen (34; 58) eine quer zu seiner Umfangsrichtung abgerundete Stirnfläche (36) aufweist.

6. Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2 sowie 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (22) einen Umfangsbund (24) mit zwei zy­ lindrischen Bundabschnitten aufweist, von denen der Bundab­ schnitt mit dem größeren Durchmesser den Gehäuseflansch (Ab­ stützflansch 26) bildet.

7. Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2 sowie 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstand des den Ringkragen (34) bildenden Abschnitts des Metallgehäuses (22) über den Bauteil (12) bei in dessen Montageöffnung (11) eingestecktem Gelenk (Radführungsgelenk 10) und unverformtem Ringkragen (34) ungefähr der Blechdicke des Bauteils (12) entspricht.

8. Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialmaß der Montageöffnung (11) der Materialdicke des Bauteils (12) entspricht.

9. Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander formschlüssig in Eingriff stehenden Um­ fangsflächen von Metallgehäuse (22; 60) und Montageöffnung (11; 52) einander ergänzende Erhöhungen und Vertiefungen (48) auf­ weisen.

10. Verfahren zur Befestigung eines Gelenkes gemäß Anspruch 1 in der Montageöffnung eines Bauteils, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Ringkragens (34, 58) unter anpassender Verformung des von diesem zu übergreifenden Bauteils vorgenom­ men wird.