DE9320259U1

DE9320259U1 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE9320259U1
Application number: DE9320259U
Authority: DE
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2003-02-27

Description

1186 GM

Kugelgelenk

Beschreibung:

Die Neuerung betrifft ein Kugelgelenk gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

Aus US 4.904.107 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes bekannt, bei dem eine Lagerschale aus Kunstharz in das Gehäuse eines Kugelgelenkes eingepreßt wird und anschließend eine Materialverformung des dafür vorgesehenen Lagerschalenmaterials durch thermische Behandlung im Berührungsbereich zwischen Gehäuse und Lagerschale erfolgt. Hierfür wird der Randbereich der Lagerschale auf eine Temperatur von 5⁰C unter dem Schmelzpunkt des Lagerschalenmaterials erhitzt und während dieser Behandlung unter Druckeinwirkung in seine Endlage verformt wird. Die Druckeinwirkung erfolgt durch einen Druckstempel, der eine komplementäre Kontur zu der gewünschten Form der Lagerschale aufweist. Das Verfahren nach US 4.904.107 birgt jedoch mehrere Nachteile in sich. So ist zunächst eine sehr genaue Temperatur des Druckstempels einzuhalten, die während der Erwärmung der Lagerschale auch erhalten bleiben muß. Die Temperierung auf 5°C unter dem Schmelzpunkt des Lagerschalenmaterials birgt darüber hinaus fertigungstechnische Schwierigkeiten während des Umformvorganges in sich. Eine Federwirkung des Kunststoffes ist nicht ausschließbar. Nach

Abschluß des UmformvortJarJge's ist'eine'^chiieile&bkühlung des

Druckstempels notwendigrtim'denVeftxfaten.l.ägeirschalenbereich erstarren zu lassen. Unter den Bedingungen einer Serienfertigung erfordert dieses Verfahren lange Zykluszeiten und einen erheblichen Energieaufwand. Weiterhin ist während des Erhitzens der Lagerschale der Erwärmungsbereich der Schale nur schwer einzugrenzen, was Spannungen im Lagermaterial erwarten läßt. Dies führt zu ungewollten Verformungen oder sogar zu Strukturschädigungen des Kunststoffes.

Aufgabe der Neuerung ist es, ein Kugelgelenk für Kraftfahrzeuge zu entwickeln, das die Nachteile einer thermischen Behandlung vermeidet. Es ist eine einfache und kostenensenkende Variante zu entwickeln.

Diese Aufgabe löst die Neuerung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruches 1.

Neuerungsgemäß besteht die Lagerschale aus einem Werkstoff, der durch Ultraschall verformbar ist. Die Lagerschale weist eine innen kugelige Kontur zur späteren Aufnahme des Kugelzapfens auf. Sie ist einseitig geschlossen. Die offene Seite dient als Austritt für den Kugelzapfenschaft. Der zylindrische Außendurchmesser der Lagerschale erweitert sich an der offenen Seite in Form eines Absatzes nach außen, sodaß er später an der Unterseite des Gehäuses zur Anlage kommt und so die axiale Sicherung der Lagerschale übernimmt. Dieser Außendurchmesser ist gleich groß, oder geringfügig größer, als der ebenfalls zylindrische Innendurchmesser des die Lagerschale aufnehmenden Gehäuseteiles. Auf der geschlossenen Seite weist der Lagerschalen-Rohling axial gerichtete Erweiterungen auf, die sich zur Vereinfachung der Montage übergangslos an den Außendurchmesser der Lagerschale anschließen. Diese Erweiterungen können einen geschlossenen Ring um die Lagerschalen-Mittelachse bilden, oder beliebig segmentiert sein. Sie sind Bestandteil der Lagerschale. Die Lagerschalen-Mittelachse und die Kugelzapfen- Mittelachse des nicht ausgelenkten Kugelzapfens fallen nach der Montage zusammen. Der Kugelzapfen und das Gehäuse sind zuvor fertig bearbeitete Bauteile. Der Kugelzapfen ist in die Lagerschale eingesetzt. Kugelzapfen und Lagerschale sind in der zylindrischen Durchgangsbohrung des Gehäuses aufgenommen. Der Absatz der Lagerschale kommt an der Unterseite des Gehäuses zur Anlage. Die

Erweiterungen sind mittels:UiträscriälVerfcrmcirig gq umgeformt, daß das

Lagerschalenmaterial den&@heuseVand.fcrmsGl1lüs&ig übergreift. Dadurch und durch den Absatz an der offenen Lagerschalenseite ist eine axiale Sicherung der Lagerschale innerhalb des Gehäuses gewährleistet. Gegen Verschmutzungen wird das Kugelgelenk nun an der bisher offenen Seite mit einem Dichtungsbalg in an sich bekannter Weise dichtend verschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Figur 1:

einen Schnitt durch ein neuerungsgemäßes Kugelgelenk vor Fertigstellung Figur 2:

einen Schnitt durch das fertige Kugelgelenk.

In Figur 1 ist die Lagerschale (2) mit dem Kugelzapfen (1) in die dafür vorgesehene Öffnung des Gehäuses (3) eingesetzt. Auf der offenen Lagerschalenseite kommt dabei der Absatz (6) der Lagerschale am Gehäuse zum Anschlag. Die Erweiterungen (5) der Lagerschale sind hier in unverformtem Zustand dargestellt.

In Figur 2 ist der Fertigzustand des Kugelgelenkes gezeigt. Die Erweiterungen wurden auf der geschlossenen Seite der Lagerschale mittels Ultraschallumformung nach außen umgeformt und bilden somit eine geschlossene oder segmentierte Wulst (7) zur axialen Sicherung der Lagerschale innerhalb des Gehäuses.

Bezeichnungsliste:

1 Kugelzapfen

2 Lagerschale

3 Gehäuse

4 Kugelzapfen-Mittelachse

5 Erweiterung

6 Absatz

7 Umformwulst

Claims

1186 GM Kugelgelenk Schutzansprüche:

1. Kugelgelenk mit einem zylindrischen Gehäuse, einer zylindrischen Durchgangsbohrung in dem Gehäuse zur Aufnahme einer Lagerschale aus Kunststoff und einem Kugelzapfen, der allseits beweglich in dieser Lagerschale gelagert ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Lagerschale (2) mit ihrem zylindrischen Außenmantel in die zylindrische Durchgangsbohrung des Gehäuses (3) eingesetzt und mit einem nur einseitig ausgebildeten Bund an dem Gehäuse (3) anliegt, wobei das dem Bund gegenüberliegende Ende der Lagerschale (2) mittels Ultraschallverformung am Gehäuse fixiert ist.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Lagerschale (2) an ihrer Verschlußseite konzentrisch um die Kugelzapfen-Mittelachse (4), in axialer Richtung über den Gehäuserand hinausragende Erweiterungen (5) aufweist.

3. Kugelgelgelenk nach deij /$3§prüen^#en ·&idiagr; bis«?,'.:

dadurch gekennzeichnet, dkß...* ·..· .;. II* "I' die Lagerschale (2) durch einen Absatz (6) auf der Kugelzapfen-Austrittsseite und durch Umformung der Erweiterungen (5) der Lagerschale auf der Verschlußseite axial am Gehäuse (3) gesichert ist.

4. Kugelgelenk nach den Ansprüchen 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet,

daß die Lagerschale an ihrem äußeren Umfang eine Kontur aufweist, die zur Sicherung gegen Rotationsbewegungen um die Kugelzapfen-Mittelachse (4) in eine komplementäre Kontur des Gehäuseinnendurchmessers eingreift.

5. Kugelgelenk nach den Ansprüchen 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß

der Gehäusewerkstoff des Kugelgelenkes ein von der Lagerschale abweichender Werkstoff ist.