DE4445251A1 - Befestigungsanordnung zwischen einem Innenteil und einem Außenteil - Google Patents
Befestigungsanordnung zwischen einem Innenteil und einem AußenteilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zwischen einem
Innenteil und einem Außenteil gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Derartige Befestigungsanordnungen sind aus der Praxis bekannt
und beispielsweise durch Dübelverbindungen gegeben.
Üblicherweise wird dabei in eine Aufnahmeöffnung beispielsweise
ein Dübel eingebracht, der nachfolgend aufgespreizt wird, so daß
er materialschlüssig in der Aufnahme fixiert ist.
Derartige Befestigungsanordnungen haben sich in der Praxis
bestens bewährt, haben aber jeweils zur Voraussetzung, daß das
Innenteil nach dem Einstecken in die Aufnahmeöffnung
aufgespreizt wird.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine
Befestigungsanordnung zu schaffen, bei der die
materialschlüssige Fixierung beim Einsteckvorgang selbst
realisiert wird, eine Aufgabe, die im Hinblick auf eine
technisch einwandfreie und trotzdem preisgünstige Verankerung
von Gelenken in anderweitigen Fahrzeugteilen, so insbesondere
durch Lenker gebildeten Gelenkaufnahmen von besonderem Interesse
ist, wenn die Lenker als Aluminiumteile in Schmiede- oder
Gußqualität, insbesondere als Thixocasting-Teile ausgebildet
sind und gegebenenfalls eine Vorbearbeitung nicht stattfindet.
Gemäß der Erfindung wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruches 1 erreicht, in dem davon ausgegangen wird, daß
Innenteil und Außenteil aus Materialien unterschiedlicher Härte
bestehen und daß die Außenumfangsflächen des Innenteils und die
entsprechenden Innenumfangsflächen der Aufnahme zumindest über
einen Teil ihrer Höhe etwa gleiche Konizität aufweisen, derart,
daß Innenteil und Außenteil axial zusammengeführt werden können.
Um dabei auch mit unbearbeiteten Aufnahmeöffnungen arbeiten zu
können und trotzdem nicht nur eine Fixierung im zusammengebauten
Zustand zu gewährleisten, sondern gegebenenfalls beim
Zusammenführen auch eine wechselseitige Ausrichtung gezielt
vornehmen zu können ist ferner vorgesehen, daß eine
Umfangsfläche im Bereich der Konizität gestuft ist. Durch diese
Stufung wird eine Materialverdrängung erreicht, wobei durch das
verdrängte Material eine Fixierung von Innenteil und Außenteil
in der gewünschten Position durch radiale und gegebenenfalls
auch durch axiale Verspannung vorgenommen wird. Zur Steigerung
des Effektes können über der Höhe der Umfangsfläche mehrere
stufenförmige Absätze vorgesehen sein, wobei es zweckmäßig ist,
diese stufenförmigen Absätze ringförmig umlaufend auszuführen.
Entsprechendes kann auch durch Vergrößerung des Konuswinkels
und/oder durch Vergrößerung der Einpreßtiefe erreicht werden.
Als besonders zweckmäßig erweist es sich, den stufenförmigen
Absatz dem aus härterem Material bestehenden Teil, insbesondere
dem Innenteil zuzuordnen, so daß die Umfangskanten der
stufenförmigen Absätze quasi als Schneidkanten wirken und beim
Einpressen des Innenteiles in das Außenteil jeweils Material in
den durch die Stufe entstandenen Freiraum abdrängen. Die
Konizität der Aufnahmeöffnung in Verbindung mit Stufenkanten,
die mit ihren aufeinanderfolgenden Stufen eine einer konischen
Innenumfangsfläche entsprechende Hüllkurve beschreiben führt
dazu, daß die Stufenflanken gegenüber dem Konus als Hüllkurve
ringförmige Hohlräume begrenzen. Um zur gewünschten Fixierung zu
kommen ist der im Bereich der Stufenkanten gemessene Durchmesser
bezogen auf die Einbaulage des Innenteils im Außenteil größer
als der Durchmesser der konischen Aufnahmeöffnung auf Höhe der
Stufenkante, so daß beim Einpressen des Innenteils in das
Außenteil sich das Innenteil über die Stufenkante in das
Außenteil eingräbt und die dadurch verdrängte Materialmenge in
den durch den Stufensprung entstandenen Freiraum abdrängen kann.
Diese Art der Bemessung führt dazu, daß auf die Stufenkanten
folgende Ringbereiche von Innenteil und Außenteil spiel freie
Führungsflächen bilden, wobei in Abhängigkeit von der Menge des
bedrängten Materiales und dem Füllgrad des durch den
Stufensprung entstandenen Freiraumes mit verdrängtem Material
die Führungslänge vergrößert werden kann. Wird dabei, bevorzugt
angrenzend an die Stufenkante in der den Freiraum begrenzenden
Stufenflanke des Innenteils zusätzlich ein Hinterschnitt
vorgesehen, so kann durch den Eingriff von verdrängtem Material
in diesen Hinterschnitt zusätzlich und ohne Mehraufwand auch
eine axiale Fixierung formschlüssig sichergestellt werden.
Abgesehen davon, daß bei Vertauschung der Materialpaarung
Innenteil/Außenteil entsprechende Funktionen sichergestellt
werden können, in dem nunmehr aus härterem Material gebildetem
Außenteil die Stufung zugeordnet ist, ist im Rahmen der
Erfindung eine weitere Lösungsmöglichkeit gegeben, bei der die
Stufung dem aus weicherem Material bestehenden Teil zugeordnet
wird. In diesem Fall kann der aus härterem Material bestehende
Teil ungestuft konisch ausgebildet sein, so daß beim
Zusammenfügen der Teile das Material der Stufen teilweise
verdrängt wird, so daß sich im Verdrängungsbereich Zonen bilden,
in denen die beiden Teile spielfrei gegeneinander abgestützt
sind.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind der
Zeichnungsbeschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen.
Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Befestigung eines
Gelenkes in einem Lenkerarm eines Kraftfahr
zeuges nach Abschluß der Montage,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, wobei
ein Zwischenstadium des Montagevorganges gezeigt,
Fig. 3 die Einzelheit III gemäß Fig. 2 in vergrößerter
Darstellung,
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Befestigungsanordnung für
die Lagerung der Radnabe in der Aufnahmebohrung
eines Achsschenkels,
Fig. 5 eine Ausschnittsvergrößerung der Einzelheit V in
Fig. 4, und
Fig. 6 die Befestigungsanordnung für ein Lenkerlager
eines Radführungslenkers gegenüber einem anderen
Fahrzeugteil über eine Buchse.
In Fig. 1 ist mit 1 ein als Radführungsglied eines
Kraftfahrzeuges dienender Lenker 1 grundsätzlich bekannter
Bauart dargestellt, der zur radseitigen Verbindung mit einem
hier nicht weiter dargestellten Achsschenkel oder einem
sonstigen Teil der Radführung mit einem Kugelgelenk 2 verbunden
ist. Der Lenker ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein
Thixocasting-Teil, also ein Aluminiumteil aus Aluminium mit
hoher Zähigkeit, das quasi knetfähig ist.
In dem Kopf 3 des Lenkers 1, der in der Befestigungsanordnung
das Außenteil bildet, ist eine Aufnahmeöffnung 4 für die
Gelenkkugel 5 des Kugelgelenkes 2 vorgesehen, und es ist die
Gelenkkugel 5 unter Zwischenschaltung des Gehäuses 6 des
Kugelgelenkes 2 als Innenteil der Befestigungsanordnung in der
Aufnahmeöffnung 4 angeordnet. Die Aufnahmeöffnung 4 ist als
Aufnahme für das Gehäuse 6 nicht bearbeitet. Die Aufnahmeöffnung
4 weist hierfür in ihrem oberen, offenen Bereich eine
Innenkontur auf, die der Außenkontur des Gehäuses 6 im
wesentlichen entspricht, wobei das Gehäuse 6 als Ringkörper
ausgebildet ist, der insgesamt mit 7 bezeichnet ist und der bei
über seine Länge außenseitig gestuftem Querschnitt gegen den
Boden 8 der Aufnahmeöffnung 4 in einem Hals 9 ausläuft, welcher
mit einem flanschartig verbreiterten Ringbund 10 auf der vom
Boden 8 abgewandten Seite versehen ist. Die Außenumfangsfläche
des Halses 9 ist, wie insbesondere aus Fig. 3 näher zu
erkennen, gestuft ausgebildet und mit 11 bezeichnet. Der
Außenumfangsfläche 11 des Halses 9 des Ringkörpers 7 entspricht
am Außenteil, das durch den Kopf 3 des Lenkers 1 gebildet wird,
die Innenumfangsfläche 12 der Aufnahmeöffnung 4.
Der Ringkörper 7 ist in der Aufnahmeöffnung 4 unter anderem
dadurch axial fixiert, daß der flanschartige Ringbund 10 auf
seiner vom Boden 8 abgewandten Stirnseite bei montiertem Gelenk
vom eingerollten Rand 13 der Aufnahmeöffnung 4 des Lenkers 1
übergriffen ist. Ferner ist der Ringbund 10 auf der
entsprechenden Stirnseite mit einer ringförmigen Halterung 14
für eine Dichtmanschette 15 versehen, die mit ihrem Hals den
Zapfen 16 des Kugelgelenkes übergreift. Die Gelenkkugel 5 ist im
Gehäuse 6 über eine geschlitzte Kunststoffschale 17 gelagert,
die hier nicht weiter erläutert ist und die in axialer Richtung
über einen Bund 18 zwischen dem Kopf 3 als Außenteil und dem
Ringkörper 7 des Gehäuses 6 als Innenteil axial fixiert ist.
Fig. 2 und 3 zeigen ein Zwischenstadium der Montage des
Kugelgelenkes 2 in der Aufnahmeöffnung 4 des Lenkers 1. Das
Kugelgelenk 2 bildet dabei eine vorgefertigte Einheit, die in
die Aufnahmeöffnung 4 axial hineingepreßt wird. Die
gegebenenfalls nicht bearbeitete Aufnahmeöffnung 4 weist für die
Innenumfangsfläche 12 einen in Einsteckrichtung (Pfeil 19)
leicht konischen Verlauf auf, wobei die Konizität bevorzugt in
der Größenordnung zwischen 3° und 8° liegt und im
Ausführungsbeispiel 6° beträgt, was sich als besonders
vorteilhaft erwiesen hat.
Einen entsprechend konischen Verlauf weist die
Außenumfangsfläche 11 des Ringkörpers auf, wobei auf der
Außenumfangsfläche lediglich die Stufenkanten 20 liegen, und die
zwischen aufeinanderfolgenden Kanten 20 liegenden Stufenflanken
21 demgegenüber zurückspringende Bereiche der Außenumfangsfläche
bilden.
Am stirnseitigen Ende 22 des Ringkörpers 7, an dem eine
Stufenkante 20 liegt, folgt auf die Stufenkante 20 radial nach
innen eine ringförmige Einbuchtung 23. Analog zu den
Stufenkanten 20 im Bereich des Halses 9 des Ringkörpers 7 ist
eine weitere Stufenkante 24 der Stirnseite 25 des Ringbundes 10
zugeordnet, wobei radial innen anschließend an die Stufenkante
24 eine ringförmige Einbuchtung 26 vorgesehen ist. Auch der
Ringbund 10 bildet eine Stufenflanke 27, und dieser Stufenflanke
ist zugeordnet ein Abschnitt 28 der Innenumfangsfläche, der
analog zur Innenumfangfläche 12 konisch gegen den Boden 8
verläuft, wobei die Konizität in diesem Bereich bevorzugt
kleiner ist als die Konizität im Bereich der Aufnahmeöffnung 4,
die bei kleinerem Durchmesser den Hals 9 des Ringkörpers 7
aufnimmt.
In den Darstellungen gemäß Fig. 2 und 3 ist, wie bereits
angemerkt, eine Zwischenlage des Montagevorganges dargestellt,
bei der die Konen der Außenumfangsfläche 11 und der
Innenumfangsfläche 12 auf Berührung liegen. Das bedeutet, da der
Konus der Innenumfangsfläche 11 durch die Stufenkanten 20
bestimmt wird, daß die Stufenkanten 20 an der Innenumfangsfläche
12 anliegen. In dieser Position befindet sich der Mittelpunkt
29′ der Gelenkkugel 5 noch in einem Abstand X zum Mittelpunkt 29
in fertig montierter Lage (Fig. 1), und das weitere Einschieben
des Gehäuses 6 des Gelenkes 2 in die Aufnahmeöffnung 4 ist nur
möglich, wenn über die Stufenkanten 20 bzw. auch 24 Material des
Kopfes 3 verdrängt und in die Ringräume 30 abgedrängt wird, die
durch die Stufenflanken 21 und den Umfang der Aufnahmeöffnung 4
begrenzt werden. Das verdrängte Material staut sich dabei in dem
jeweiligen Ringraum im Bereich der jeweiligen Stufenkante 20, so
daß sich eine Verlängerung der Führungszone ergibt, die dadurch
entsteht, daß die Stufenflanke 20 jeweils über eine der Höhe X
entsprechende Länge in den Umfang der Aufnahmeöffnung 4
hineinschneidet, wodurch sich über eine der Höhe X entsprechende
Ringzone eine spielfreie Verbindung zwischen dem Gehäuse 6 und
dem Kopf 3 ergibt.
In der Funktion entspricht dem Ringraum 30 bezüglich der in
Einsteckrichtung vordersten Stufenkante 20 sowie der Stufenkante
24 jeweils die ringförmige Einbuchtung 23 bzw. 26, in die das
durch die Überschneidung verdrängte Material ebenfalls
abgedrängt wird, so daß durch die Materialverdrängung das
Einpressen des Gehäuses 6 bis an die Stirnflächen 31 und 32 der
Aufnahmeöffnung 4 nicht behindert wird.
In Fig. 3 ist strichliniert angedeutet, daß die Stufenflanken
21 nahe den Stufenkanten 20 auch mit einem bevorzugt ringförmig
umlaufenden Hinterschnitt 33 versehen sein können. Die Position
dieses Hinterschnitts 33 ist bevorzugt so gewählt, daß durch
die Stufenflanke verdrängtes Material in diesen eingreift und
diesen gegebenenfalls auch füllt. Hierdurch ergibt sich eine
axiale Verankerung des Gehäuses 6 gegenüber dem Kopf 3 ergänzend
zum Rand 13.
Über den Rand 13 und die zumindest im Bereich der Stufenkanten
20 spielfreie Verbindung zwischen dem Gehäuse 6 und dem Kopf 3
wird auch erreicht, daß Wasser oder Feuchtigkeit über die
Aufnahmeöffnung 4 nicht in den Gelenkraum gelangen kann.
Bei der vorstehenden Schilderung ist davon ausgegangen, daß das
Gehäuse 6 einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zur
Folge aus härterem Material, beispielsweise Stahl als der Lenker
im Bereich des Kopfes ist, wobei der Lenker insgesamt bevorzugt
im Thixocasting-Verfahren hergestellt sein kann und aus
Aluminium besteht.
Hier nicht weiter dargestellt ist eine weitere im Rahmen der
Erfindung liegende Möglichkeit, bei der die Stufen der
Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung zugeordnet sind, während
die Außenumfangsfläche des Gehäuses verlaufend konisch ist. In
diesem Fall erfolgt eine Materialverdrängung im Bereich der
Stufenkanten, und die Stufen werden durch den Konus des Gehäuses
6 quasi wie durch einen Dorn verdrängt, mit der Folge, daß sich
ebenfalls wiederum eine spiel freie Führung zwischen dem Gehäuse
des Kugelgelenkes und der Aufnahmeöffnung des Lenkers ergibt.
Fig. 4 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen
Befestigungsprinzipes für die Innenschale 31 eines Lagers 30,
das zwischen dem Achszapfen 32 einer Radnabe und einem
Achsschenkel 33 angeordnet ist.
Die Verbindung der Lagerschale 31 gegenüber der Lagerbohrung 34
des Achsschenkels zeigt Fig. 5 in vergrößerter Darstellung, und
es gilt bezüglich der hier gezeigten Befestigung das in
Verbindung mit Fig. 2 und 3 Gesagte, auf das hier
ausdrücklich Bezug genommen wird.
Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Befestigungsanordnung für
ein elastisches Lager 40, das in dem Auge 41 eines Lenkers 42
angeordnet ist, wobei das elastische Lager eine Innenbuchse 43
und eine Außenbuchse 44 aufweist, zwischen denen ein Elastomer
45 als Abstützmittel liegt.
Die Außenbuchse 44 ist in der erfindungsgemäßen Art im Auge 41
des Lenkers angeordnet, wobei wiederum auf die diesbezüglichen
Darlegungen zu Fig. 2 und 3 ausdrücklich verwiesen wird.
Sowohl bei der Darstellung gemäß Fig. 4 und 5 wie auch gemäß
Fig. 6 wird im übrigen davon ausgegangen, daß der aufnehmende
Teil, also der Achsschenkel 33 bzw. der Lenker 42 aus weicherem
Material als die Lagerschale 31 bzw. die Außenbuchse 44 besteht.
Die erfindungsgemäße Befestigungsart ermöglicht es,
entsprechende Abweichungen in Form der Aufnahmeöffnung, bezogen
auf den Außenumfang des Gehäuses, durch Verformung der
Aufnahmeöffnung beim Einpressen des Gehäuses auszugleichen, so
daß auf eine Vorbearbeitung der Aufnahmeöffnung verzichtet
werden kann.
Claims (14)
1. Befestigungsanordnung zwischen einem Innenteil und einem
Außenteil, bei der Innenteil und Außenteil axial ineinander
steckbar sind und das Innenteil über ein Außenumfangsfläche
spielfrei in einer Aufnahmeöffnung des Außenteiles
materialschlüssig fixierbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß Innenteil (Kugelgelenk 2) und Außenteil (Kopf 3) aus
Materialien unterschiedlicher Härte bestehen, daß die
Umfangsfläche (11) des Innenteils (2) und die entsprechende
Innenumfangsfläche (12) der Aufnahmeöffnung zumindest über einen
Teil ihrer Höhe etwa gleiche Konizität aufweisen und daß
wenigstens ein stufenförmiger Absatz im Bereich der Konizität an
einer Umfangsfläche (11) vorgesehen ist.
2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der stufenförmige Absatz ringförmig ist.
3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß über die Höhe der Umfangsfläche (11) mehrere stufenförmige
Absätze vorgesehen sind.
4. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der stufenförmige Absatz dem aus härterem Material
bestehenden Teil (Innenteil 2) zugeordnet ist.
5. Befestigungsanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der stufenförmige Absatz dem Innenteil (2) zugeordnet ist.
6. Befestigungsanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der stufenförmige Absatz dem Außenteil zugeordnet ist.
7. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stufenkanten (20) in der Umfangsfläche des die Stufen
enthaltenden Teiles liegen.
8. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens in einer Stufenflanke (21) ein hinterschnittener
Bereich (33) vorgesehen ist.
9. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der stufenförmige Absatz dem aus weicherem Material
bestehenden Teil zugeordnet ist.
10. Befestigungsanordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der konischen Außenumfangsfläche (11) des aus hartem
Material bestehenden Teiles wenigstens ein hinterschnittener
Bereich vorgesehen ist.
11. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Innenteil durch das Gehäuse (6) eines Kugelgelenkes (2)
gebildet ist.
12. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Innenteil durch den Mantel eines Lagerkörpers gebildet
ist.
13. Befestigungsanordnung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Außenteil durch einen Lenker, insbesondere einen
Radführungslenker gebildet ist.
14. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Außenteil durch eine Lageraufnahme gebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4445251A DE4445251A1 (de) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Befestigungsanordnung zwischen einem Innenteil und einem Außenteil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4445251A DE4445251A1 (de) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Befestigungsanordnung zwischen einem Innenteil und einem Außenteil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4445251A1 true DE4445251A1 (de) | 1996-01-11 |
Family
ID=6536241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4445251A Withdrawn DE4445251A1 (de) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Befestigungsanordnung zwischen einem Innenteil und einem Außenteil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4445251A1 (de) |
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