DE8306408U1

DE8306408U1 - Device for attaching a bellows to a cylindrical body

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Publication number: DE8306408U1
Application number: DE8306408U
Authority: DE
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1983-03-05
Publication date: 1984-05-30

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

DIPL.-ING. ALEX STENGERDIPL.-ING. ALEX STENGER

Kaiser-Friedrich-Ring 70 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKEKaiser-Friedrich-Ring 70 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

D-4000 DÜSSELDORF 11 DIPL.-ING. H E I N Z J. RINGD-4000 DÜSSELDORF 11 DIPL.-ING. H E I N Z J. RING

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Unser ZeiAen: 23 291 Datum: 16. MärZ 1984EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Our time: 23 291 Date: March 16, 1984

TRW Ehrenreich GmbH & Co. KG, Hansa-Allee 190, 4000 Düsseldorf 11TRW Ehrenreich GmbH & Co. KG, Hansa-Allee 190, 4000 Düsseldorf 11

Vorrichtung zum Befestigen eines Balges an f Device for attaching a bellows to f

einem zylindrischen Körper J a cylindrical body J

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Befestigen | eines Balges an einem zylindrischen Körper, insbesondere einem ' Kugelzapfen einer Zahnstangenanlenkung für Kraftfahrzeuge. ,The invention relates to a device for fastening | a bellows on a cylindrical body, in particular a 'ball pin of a rack and pinion linkage for motor vehicles. ,

O ι O ι

Aus der DE-PS 21 21 381 ist eine Zahnstangenanlenkung für Kraft- ■*From DE-PS 21 21 381 a rack linkage for power ■ *

fahrzeuge bekannt, in welcher zwischen einem Zahnstangengehäuse ■ und einem Kugelzapfen ein Gummibalg zum Abdichten einer Kugelgelenkverbindung befestigt ist. Sowohl am Kugelzapfen als auchvehicles known, in which between a rack housing ■ and a rubber bellows for sealing a ball and socket joint is attached to a ball stud. Both on the ball stud and

am Zahnstangengehäuse sind umlaufende Nuten eingelassen, in \ There are circumferential grooves on the rack housing, in \

«eichen die Enden des Gummibalges mit Klammern befestigt sind. j. «Calibrate the ends of the rubber bellows are fastened with clamps. j.

Für diese bekannte Verbindungskonstruktion müssen Nuten in die f. For this known connection construction, grooves must be made in the f.

Anschlußteile für den Gummibalg eingeformt_s beispielsweise span- "Molded connection parts for the rubber bellows _s, for example, span- "

abhebend eingearbeitet werden, um eine schubfeste Verbindung .; zwischen dem Gummibalg und dem Anschlußteil zu gewährleisten.be incorporated in a lift-off manner to create a shear-proof connection.; to ensure between the rubber bellows and the connector.

r- Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu- | r On this basis, the invention is to-the task |

gründe, eine einfach konstruierte und montierbare Vorrichtung 1 zum Befestigen eines Balges an einem zylindrischen Körper zureasons, a simply constructed and assemblable device 1 for attaching a bellows to a cylindrical body

schaffen, die auch auf unbearbeiteten und im Durchmesser ge- \ create the overall on unprocessed and diameter \

ringfügig variierenden Zapfen schubfest befestigt werden kann. 1slightly varying pegs can be attached in a shear-proof manner. 1

Als Lösung wird eine zwischen dem Balg und dem Kugelzapfen angeordnete, ringförmige Scheibe mit geschlossenem Außenrand und von radial verlaufenden Schlitzen unterbrochenem Innenrand vorgeschlagen, der aus mehreren federnden Segmenten besteht, die abwechselnd nach beiden Seiten hin ausgebogen sind und sich unter Vorspannung auf dem Kugelzapfen abstützen.The solution is one between the bellows and the ball stud arranged, annular disc with closed outer edge and interrupted by radially extending slots Proposed inner edge, which consists of several resilient segments that are alternately bent to both sides and support yourself under pretension on the ball stud.

Telefon (0211)572131 - Telex: SSES-iSgj^üe^-'TdegraEraildresse: Xneinpateni - PostsdiacKkonto Köln (BLZ 37010050) 227610-503Telephone (0211) 572131 - Telex: SSES-iSgj ^ üe ^ - 'TdegraEraildresse: Xneinpateni - PostsdiacKkonto Cologne (BLZ 37010050) 227610-503

Bei einer praktischen Ausführungsform können die Schlitze parallel zueinander verlaufende Ränder besitzen» so daß kreisringabschnittförmige Segmente entstehen. Es ist aber auch möglich, die Ränder der Segmente parallel zueinander verlaufen zu lassen, so daß die Schlitze kreisringabschnittförmig ausgebildet sind. Eine andere Variante besteht darin, die in radialer Richtung verlaufenden Ränder der Schlitze oder Segmente unaeradlinig auszubilden. Welche Form der Schlitze oder Segmente gewählt wird, richtet sich im praktischen Anwendungfall danach, wie groß die Vorspannung der auf dem Kugelzapfen sich abstützenden, federnden Segmente sein muß, um eine schubfeste Verbindung zu gewährleisten. In a practical embodiment the slots can be parallel edges running towards one another have »so that they are in the shape of a segment of a circular ring Segments arise. But it is also possible to let the edges of the segments run parallel to each other, so that the slots are formed in the shape of a circular segment. Another variant is that in the radial direction to form running edges of the slots or segments unaeradlinig. Which shape of the slots or segments is chosen depends in practical application on how big the The resilient segments supported on the ball stud must be pretensioned in order to ensure a shear-proof connection.

Normalerweise beträgt das Verhältnis des ungeschlitzten Bereiches zum geschlitzten Bereich der Scheibe etwa 1/3 : 2/3. Es sind aber auch andere Verhältnisse möglich, weil mit der Länge oder Tiefe der Schlitze die Vorspannung der federnden Segmente ebenfalls variierbar ist.Usually the ratio of the unslotted area is about 1/3: 2/3 to the slotted area of the disc. But other ratios are also possible, because with the length or depth of the slots, the bias of the resilient segments can also be varied.

Um die Montage der ringförmigen Scheibe auf dem zylindrischen Kugelzapfen zu erleichtern, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, an den von der Montageseite abgewandten Segmenten nach innen oder außen abgewinkelte Montagestege anzuformen. Wenn f~\ die Montagestege nach außen abgewinkelt sind, dienen sie beim Aufschieben der Scheibe auf den Kugelzapfen als Führungselemente und erleichtern die Montage. Wenn die Montagestege dagegen nach innen abgewinkelt sich und an der Montageseite aus der Nabe der Scheibe herausragen, dienen diese Enden der Montagestege als Kraftangriffspunkte für das Montagewerkzeug, eobei nun ein sehr einfaches Montagewerkzeug Verwendung findet.In order to facilitate the assembly of the annular disk on the cylindrical ball stud, it has proven to be expedient to form assembly webs angled inwards or outwards on the segments facing away from the assembly side. If f ~ \ are angled mounting bars to the outside, they are used when pushing the disk onto the ball pin as guide elements and facilitate the assembly. If, on the other hand, the mounting bars are angled inward and protrude from the hub of the disk on the mounting side, these ends of the mounting bars serve as force application points for the mounting tool, although a very simple mounting tool is now used.

Der Balg kann entweder unmittelbar auf dem Außenrand der Scheibe, dann muß er jedoch um die Scheibe bis hinunter zum Zapfen führen, um absolute Dichtheit zu gewährleisten, oder unter Zwischenlage eines geschlossenen Halteringes befestigt sein, welcher dieThe bellows can either be directly on the outer edge of the disc, but then it must lead around the disc down to the pin, to ensure absolute tightness, or with an intermediate layer be attached to a closed retaining ring, which the

Scheibe nach außen hin abdichtet. Zusätzlich kann der Außenrand der Scheibe einen abgewinkelten Kragen besitzen, auf dem der Haltering befestigt ist. Schließlich kann der Haltering an seinem Umfang eine umlaufende Nut besitzen, in welche der Balg eingreift und mit einem Drahtring befestigt ist.Seals the disc to the outside. In addition, the outer edge of the disc can have an angled collar on which the Retaining ring is attached. Finally, the retaining ring can have a circumferential groove on its circumference, into which the bellows engages and is fastened with a wire ring.

Die Scheibe besteht vorzugsweise aus einem Federstahl.The disk is preferably made of a spring steel.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung hat den Vorteilj daß eine besondere Formgestaltung oder Bearbeitung der Anschlußteile für den Gummibalg nicht mehr erforderlich ist, um /\ eine schubfeste Verbindung zu gewährleisten. Da die erfindungsgemäß am Innenrand der Scheibe angeordneten Segmente federnd ausgebildet sind, können sogar kleine Durchmesserunterschiede der Kugelzapfen, die beispielsweise herstellungstechnisch bedingt sind, ohne eine spürbare Verminderung der Schubfestigkeit überbrückt werden. Außerdem kann die Scheibe, bei Vorhandensein von mindestens acht Segmenten, mit mindestens zwei verschiedenen, an den inneren Enden der Segmente tangierenden Innendurchmessern versehen sein, um entsprechend größere Durchmesserunterschiede der Kugelzapfen aufnehmen zu können.A device designed according to the invention has the advantage that a special shape or processing of the connecting parts for the rubber bellows is no longer necessary to / \ to ensure a shear-proof connection. Since the invention Segments arranged on the inner edge of the disk are designed to be resilient, even small differences in diameter can occur of the ball studs, which are due, for example, to production technology, without a noticeable reduction in the Shear strength can be bridged. In addition, if at least eight segments are present, the disk can have at least two different tangent at the inner ends of the segments Inside diameters be provided to correspondingly larger differences in diameter to be able to accommodate the ball stud.

Es liegt im Rahmen technischer Äquivalenz, die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung auch zum Befestigen eines Balges ( ) an einem polygonalen Körper zu verwenden. Dafür muß lediglich die Innenkontur der Segmente der Außenkontur des Körpers angepaßt werden, auf dem die Scheibe unter Vorspannung befestigt werden soll.It is within the scope of technical equivalence that the device designed according to the invention also be used for fastening a bellows () to be used on a polygonal body. For this, only the inner contour of the segments has to be adapted to the outer contour of the body on which the disc is to be fastened under pretension.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung am Beispiel einer Zahnstangenanlenkung für die Vorderachse eines Kraftfahrzeuges dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:Further details and advantages of the subject matter of the invention emerge from the following description of the accompanying drawings, in which a trained according to the invention Device is shown using the example of a rack and pinion linkage for the front axle of a motor vehicle. In the drawings show:

Fig. 1 eine Vorderachse mit Zahnstangenanlenkung in Ansicht von vorn;Fig. 1 shows a front axle with rack and pinion linkage in view from the beginning;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt II aus2 shows an enlarged section II from

Fig. 1 im Längsschnitt;Fig. 1 in longitudinal section;

Fig. 3 eine ringförmige Scheibe mit kreisring-Fig. 3 shows an annular disc with a circular ring

abschnittförmigen Segmenten in Ansicht;sectional segments in view;

Fig. 4 einen Ausschnitt einer Scheibe mit an4 shows a section of a disk with

nähernd rechteckigem Segment in Ansicht;approximately rectangular segment in view;

Fig. 5 einen Ausschnitt einer Scheibe mit trich-Fig. 5 shows a section of a disc with trich-

terförmigem Segment in Ansicht; )ter-shaped segment in view; )

Fig. 6 eine Hälfte einer ringförmigen ScheibeFig. 6 one half of an annular disc

mit an einer Seite an den Segmenten angeformten Montagestegen in Ansicht;with mounting webs formed on one side of the segments in view;

Fig. 7 dieselbe Scheibe entlang der Linie VII-Fig. 7 the same disk along the line VII-

VII in Fig. 6 geschnitten;VII sectioned in FIG. 6;

Fig. 8 eine ringförmige Scheibe mit an einerFig. 8 shows an annular disc with on one

Seite an den Segmenten angeformten, nach außen abgewinkelten Montagestegen im Querschnitt;Side on the segments molded, outwardly angled mounting webs in Cross-section;

Fig. 9 eine ringförmige Scheibe ohne Montage 9 shows an annular disc without assembly

stege im Querschnitt.ridges in cross section.

Bei einem Zahnstangenlenkgestänge 1 einer Vorderachse eines Kraftfahrzeuges ist zwischen einem Zahnstangengehäuse 2 und einem Kugelzapfen 3 ein Balg 4 zum Abdichten eines Kugelgelenkes 5 und der Zahnstangenlenkung selbst befestigt.In a rack and pinion steering linkage 1 of a front axle of a motor vehicle is between a rack housing 2 and a ball pin 3, a bellows 4 for sealing a ball joint 5 and the rack and pinion steering itself attached.

Während der Balg 4 am Zahnstangengehäuse 2 mit einer Klammer in einer umlaufenden Nut befestigt ist, besteht die Vorrichtung zum Befestigen des Balges 4 auf dem Kugelzapfen 3 ausWhile the bellows 4 is attached to the rack housing 2 with a clamp in a circumferential groove, the device exists to fasten the bellows 4 on the ball stud 3

einer ringförmigen Scheibe 7 mit einem darauf angeordneten Haltering 8 und einem Drahtring 9, der das Ende des Balges 4 in einer umlaufenden Nut des Halteringes 8 festhält.an annular disc 7 with a retaining ring 8 arranged thereon and a wire ring 9, which is the end of the bellows 4 holds in a circumferential groove of the retaining ring 8.

Die ringförmige Scheibe 7 besitzt einen geschlossenen äußeren Rand 10, auf dem der Haltering 8 befestigt werden kann, und nach innen ragende, durch Schlitze 11 voneinander getrennte Segmente 12, die in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 kreisringabschnittförmig, im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. annähernd rechteckig und im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. annähernd trichterförmig ausgebildet sind. Der die inneren ^ Enden der Segmente 12 tangierende Innendurchmesser der Scheibe 7 ist kleiner als der Außendurchmesser des Kugelzapfens 3, auf dem die Scheibe 7 befestigt werden soll. Aus diesem Grunde werden die Segmente 12 abwechselnd in entgegengesetzter Riehtung aus der Ebene des Randes 10 herausgebogen und geben dann der Scheibe 7 die aus den Querschnitten der Fig. 2 und 7 bis 9 ersichtliche, nach innen offene, glockenförmige Gestalt. The annular disc 7 has a closed outer edge 10 on which the retaining ring 8 can be attached, and inwardly projecting segments 12 separated from one another by slots 11, which in the exemplary embodiment according to FIG. 3 circular segment-shaped, in the embodiment according to FIG. are approximately rectangular and in the embodiment according to FIG. approximately funnel-shaped. The inner one ^ Ends of the segments 12 tangential inner diameter of the disc 7 is smaller than the outer diameter of the ball stud 3 on which the disc 7 is to be attached. For this reason the segments 12 are alternately bent out of the plane of the edge 10 in the opposite direction and give then the disk 7 has the inwardly open, bell-shaped shape which can be seen from the cross-sections in FIGS. 2 and 7 to 9.

Damit die Scheibe 7 sich auf dem Kugelzapfen 3 unter Vorspannung abstützen kann, müssen die federnd ausgebildeten SegmenteSo that the disc 7 can be supported on the ball stud 3 under pretension, the resilient segments must

12 bei der Montage weiter aufgebogen werden, damit ihr die inneren Enden der Segmente 12 tangierender Innendurchmesser gleich oder etwas größer als der Außendurchmesser des Kugelzapfens 3 wird. Um diese Montage zu erleichtern können die inneren Enden der Segmente 12 an einer Seite mit nach innen abgewinkelten Montagestegen 13 (Fig. 6 und 7) oder auch mit nach außen abgebogenen und leicht aufgebogenen Montagestegen 14 versehen sein. Die nach innen abgewinkelten Montagestege12 are further bent open during assembly so that their inner diameter tangent to the inner ends of the segments 12 equal to or slightly larger than the outer diameter of the ball stud 3 will. In order to facilitate this assembly, the inner ends of the segments 12 can be turned inwards on one side angled mounting webs 13 (Fig. 6 and 7) or with outwardly bent and slightly bent mounting webs 14 be provided. The inwardly angled mounting bars

13 ermöglichen ein leichtes Aufbiegen der mit ihnen verbundenen Segmente 12 mit einem von der Montageseite her angreifenden einfachen Montagewerkzeug. Die nach außen abgewinkelten und leicht aufgebogenen Montagestege 14 erleichtern das Aufgleiten und Aufbiegen der Scheibe 7 auf den Kugelzapfen 3.13 allow the segments 12 connected to them to be easily bent open with one acting from the assembly side simple assembly tool. The outwardly angled and slightly bent up mounting webs 14 facilitate sliding on and bending the washer 7 onto the ball stud 3.

In Fig. 8 und Fig. 9 ist dargestellt, daß die Ausgangsdurchmesser der beiden Seiten verschieden sein körnen, um eine einfache, problemlose Montage zu gewährleisten.In Fig. 8 and Fig. 9 it is shown that the starting diameter the two sides can be different in order to ensure a simple, problem-free assembly.

Die Scheibe 7 gemäß Fig. 8 wird durch Aufbringen einer axial-sn Kraft auf die Innenseite der Segmente 12 mit dem Durchmesser d2 auf den Kugelzapfen 3 geschoben. Bei Kontakt der Segmente mit dem Ausgangsinnendurchmesser dl, erhöht sich die axiale Kraft und während der Montage gleiten nur die Segmente 12 mit dem Ausgangsinnendurchmesser dl über den Schaft des Kugel- ^ zapfens 3.The disk 7 according to FIG. 8 is pushed onto the ball stud 3 by applying an axial force to the inside of the segments 12 with the diameter d2. Upon contact of the segments with the output internal diameter dl, increases the axial force during the assembly and slide only the segments 12 to the output sense diameter dl over the shank of the ball pin ^. 3

Bei der Scheibe gemäß Fig. 9 ist der Montagevorgang ähnlich. Hier wird die axiale Montagekraft von außen auf die Segmente 12 mit dem Ausgangsinnendurchmesser d2 aufgebracht und die Seite der Scheibe 7 mit dem Ausgangsinnendurchmesser dl zuerst montiert. Durch diese axiale Belastung, die möglichst innen auf den Segmenten 12 aufgebracht wird, vergrößert sich der Innendurchmesser der Seite der Scheibe 7 mit dem Ausgangsinnendurchmesser d2 auf ein Maß, welches über dem Durchmessermaß des Kugelzapfens 3 liegt.In the case of the disk according to FIG. 9, the assembly process is similar. Here, the axial assembly force is exerted on the segments 12 from the outside applied to the initial inner diameter d2 and the side of the disk 7 with the initial inner diameter dl is mounted first. This axial load, which is applied as internally as possible to the segments 12, increases the inner diameter the side of the disk 7 with the starting inner diameter d2 to a dimension which is greater than the diameter dimension of the ball stud 3 lies.

Zusätzlich zu den verschiedenen Ausgangsinnendurchmessern dl und d2 können die Maße Xl und X2 verschieden groß sein, um die Montage nochmals problemloser durchführen zu können.In addition to the different starting inner diameters dl and d2, the dimensions Xl and X2 can be of different sizes in order to achieve the To be able to carry out assembly again more easily.

Unabhängig von den Vorteilen in der Montage können durch Variation dieser Maße verschiedene Schubbelastungen in den beiden axialen Richtungen erreicht werden.Regardless of the advantages in assembly, variation different shear loads can be achieved in the two axial directions.

In der montierten Lage graben sich die inneren Enden der federnden Segmente 12 unter Vorspannung in die Oberfläche des Kugelzapfens 3 ein und gewährleisten auf diese Weise einen schubfesten Sitz sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung. Die Scheibe 7 kann an einer beliebigen Stelle des Kugelzapfens 3 positioniert werden, ohne daß es dazu einer besonderen Formgestaltung des Kugelzapfens 3 bedarf.In the assembled position, the inner ends of the resilient ones dig Segments 12 under bias in the surface of the ball stud 3 and ensure in this way a Shear-proof seat both in the axial direction and in the circumferential direction. The disc 7 can be at any point of the ball stud 3 can be positioned without the need for a special shape of the ball stud 3.

j Bezugszeichenliste j list of reference symbols

11 ZahnstangenlenkgestängeRack and pinion steering linkage 22 ZahnstangengehäuseRack housing 33 KugelzapfenBall stud 44th Balgbellows 55 KugelgelenkBall joint 66th KlammerBracket 77th Scheibedisc 88th HalteringRetaining ring 99 DrahtringWire ring 1010 Randedge ilil Schlitzslot 1212th Segmentsegment 1313th MontagestegAssembly bridge 1414th MontagestegAssembly bridge

Claims

PATENT LAWYERS

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Kaiser-Friedrich-Ring 70 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

B-4000 DÜSSELDORF 11 DIPL.-ING. H E I N Z J. RING

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Our reference: 23 291 Date: 16. Μ§Γ2 1984

TRW Ehrenreich GmbH & Co.KG, Hansa-Allee 190, 4000 Düsseldorf 11

Expectations

1. Device for attaching a bellows (4) to a cylindrical Body, in particular a ball stud (3) one

_ Rack and pinion linkage for motor vehicles, w marked by ! an annular disc (7) with a closed outer edge (IG) and arranged between the bellows (4) and the ball pivot (3) of radially extending slots (11) interrupted inner edge, which consists of several resilient segments (12), the are bent alternately to both sides and are supported under pretension on the ball stud (3).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the slots (11) have parallel edges.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the f% segments (12) have parallel edges.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the edges of the slots (11) or segments (12) are kinked.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that the ratio of the unslotted to the slotted area of the disc is about 1/3: 2/3.

'6. Device according to Claims 1 to 5, characterized in that mounting webs (13, 14) angled inwards or outwards are integrally formed on the segments (12) facing away from the mounting side.

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Teleft. (0211) 57 2131 x telex; 858842? P'atl | i, 'TeleferSjijitadrefsei'Rhiinpate! «· Poslsdieckkonto Cologne (BLZ 370100SO) 227610-503

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that the disc (7) is sealed to the outside with a closed retaining ring (8) for the bellows (4).

8. Device according to claims 1 to 7, characterized in that the outer edge (10) of the disc (7) has an angled
Has collar on which the retaining ring (8) is attached.

9. Device according to claims 1 to 8, characterized in that the retaining ring (8) has a groove on its periphery into which
the bellows (A) matures.

10. Device according to claims 1 to 9 _y characterized, S | that the disc (7) made of a spring steel or a resilient

Made of plastic.

ST / dg

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