EP1743104A1 - Lagerschale - Google Patents

Lagerschale

Info

Publication number
EP1743104A1
EP1743104A1 EP05747695A EP05747695A EP1743104A1 EP 1743104 A1 EP1743104 A1 EP 1743104A1 EP 05747695 A EP05747695 A EP 05747695A EP 05747695 A EP05747695 A EP 05747695A EP 1743104 A1 EP1743104 A1 EP 1743104A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
bearing shell
web
shell
bearing ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05747695A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Budde
Hans-Gerd Brunneke
Martin Rechtien
Volker Grube
Rainer Ungruh
Michael Rossol
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP1743104A1 publication Critical patent/EP1743104A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623—Construction or details of the socket member
    • F16C11/0628—Construction or details of the socket member with linings
    • F16C11/0633—Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics
    • F16C11/0638—Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics characterised by geometrical details

Definitions

  • the invention relates to a bearing shell made of plastic material for a ball joint for mounting a ball joint pin which is rotatably and pivotably received in the bearing shell.
  • Ball joints are used in many areas of mechanical engineering and in particular in automotive engineering as components of chassis and steering assemblies.
  • the bearing shells present in the ball joints surround a so-called ball head as part of a ball joint pin and are in turn accommodated in a ball joint housing.
  • Ball joint pins and housings are arranged on the one hand on the chassis or steering side and on the other hand are fixed on the body, so that movements of the two components with respect to one another are made possible in certain defined degrees of freedom.
  • a general problem with the assembly of the ball joints is that the bearing shell has to surround the ball head more than half to securely hold the ball pin in order to avoid inadvertent separation of the bearing shell and ball pin.
  • the bearing shell must be designed so that it during the Assembly process can be put over the ball head and can be fixed due to their elastic properties or other design requirements in connection with the subsequent installation of the bearing shell in the ball joint housing.
  • the bearing shell can be provided with a plurality of longitudinal slots.
  • the bearing shell itself is constructed in such a way that it has essentially a hollow spherical recess for receiving the ball head of the ball joint pin. This is pressed into this recess through an existing insertion opening, the slotted shape of the bearing shell causing the area provided with the opening to expand so far that the ball stud can be inserted.
  • the bearing shell consists of two shell parts which together form an inner hollow spherical bearing surface, which are connected to one another by means of a so-called film hinge and can therefore be opened for the assembly process on the ball joint pin. After attaching the two shell parts are closed and again inserted into the ball joint housing.
  • the above-mentioned second design variant is used for certain application purposes, in which a film joint connects two shell parts and enables the bearing shell to be opened for assembly purposes.
  • the object of the present invention is, based on the problems outlined and the prior art solutions known from the prior art, to provide a bearing shell for a ball joint Design that on the one hand high forces can be easily absorbed in one load direction and on the other hand the bearing shell is easy to manufacture and easy to handle in terms of construction and assembly technology.
  • the bearing shell consists of plastic material for a ball joint for mounting a ball joint pin which is rotatably and pivotably received in the bearing shell and consists of at least two shell parts. These form together, i.e. if the bearing shell is inserted in the spherical joint housing, a self-contained, inner hollow spherical bearing surface, the shell parts in their entirety form the shape of a bearing ring, each with an opening arranged on the opposite end faces of the bearing ring and at least one across one of the opening cross-sections the web connecting the shell parts is arranged.
  • This new design makes it possible to bend the two shell parts apart in a defined manner by means of the web connecting them, without the plastic material used being particularly flexible.
  • the unnecessary elasticity also enables the use of high-strength, thus relatively brittle plastics, so that even the highest loads can be absorbed and transmitted using small ball joint variants.
  • the web connecting the shell parts advantageously consists of an elastic plastic material, so that the shell parts come to lie in a defined position for the further assembly steps in the joint housing or on the joint ball after assembly. Special embodiments of the teaching according to the invention also result from the features of the sub-claims.
  • a special embodiment provides that the web connecting the shell parts has an essentially semicircular arch shape over the opening cross section of the bearing ring.
  • the overall dimensions of the bearing shell can be limited in that the web has a substantially rectangular cross section, the larger lateral dimension of the cross section being arranged toward the opening cross section of the bearing ring.
  • the smaller side dimension of the web cross section can essentially correspond to the thickness of the bearing ring. This measure ensures, on the one hand, that the shell halves are adequately unfolded, and on the other hand, the uniform thickness of the web prevents kinking with the resulting overstretching of the plastic material, as occurs, for example, in film joints.
  • At least one projection can also be arranged on the bearing shell on the outer edges of the bearing ring as an anti-rotation element. This projection engages in a corresponding recess of an associated ball joint housing receiving the bearing shell and prevents a relative movement between the ball joint housing and bearing shell.
  • an expedient embodiment of the subject matter of the invention provides that the bearing ring and web consist of plastic materials of different elasticity.
  • the bearing ring as a functional element for absorbing the necessary forces can be considerably less Have elasticity than the plastic material of the web.
  • the appropriate choice of material in connection with the constructive design of the web increases the mobility of the half-shells with respect to one another without overstretching as can occur with film hinges.
  • the different material compositions of the bearing ring and the web can be realized, for example, by a co-injection process or by means of a two-component process.
  • Another expedient embodiment of the subject matter of the invention also provides that a narrow intermediate gap is arranged between the shell parts of the bearing ring in the assembled state of the bearing shell.
  • This narrow intermediate gap serves to absorb thermal expansion, which can occur as a result of increased thermal stress on the shell parts of the bearing shell.
  • Figures 1 and 2 show perspective views of the bearing shell according to the invention.
  • the bearing shell essentially consists of a bearing ring 1, which has an inner hollow spherical segment area. At the There is an opening 2 and 3 on the top and bottom of the bearing ring. In the exemplary embodiment shown, the opening 3 is spanned by a web 4.
  • the figure also shows that the bearing ring, designated in its entirety by 1, forming the bearing shell consists of two shell parts la and lb. Both together form on their inner side the hollow spherical bearing surface for a spherical head of a spherical joint bolt to be accommodated therein, which is not the subject of the invention and has therefore not been shown.
  • the web 4 connects the shell parts la and lb to one another and enables a slight relative movement of the shell parts la and lb to one another, so that the bearing shell can be slipped or snapped over the ball head of a ball joint pin.
  • the figure also shows that on the outer contour of the bearing ring 1 there are diametrically opposite two projections 5, 6 which engage in corresponding recesses in a ball joint housing surrounding the bearing shell and thus reliably prevent a relative movement between the bearing shell and ball joint housing.
  • rotation can also be secured by embedding the web 4 in a corresponding recess in a joint housing receiving the bearing shell with the associated cover.
  • the web 4 has a rectangular cross section, the larger lateral dimension of the cross section being arranged parallel to the opening cross section of the opening 3 of the bearing ring 1.
  • the smaller one Lateral dimension of the web cross section facilitates the bending of the web as a result of the shell parts la and lb being pushed apart.
  • Web 4 and bearing ring 1 can, for example, be constructed from different materials by means of a special process of coinjection or multi-component injection molding, so that greater elasticity can be achieved for the plastic material of the web than for the bearing ring 1 intended to absorb and transmit forces the plastic materials used improve their use properties through fiber reinforcements.
  • a narrow intermediate gap 7 remains between the shell parts 1 a and 1 b. This gap serves to absorb thermal expansions that can result from the shell parts la and lb as a result of high thermal stress.
  • the described redesign of the bearing shell according to the invention has the particular advantage that a high load capacity of the bearing shell as a result of the possibility of using a heavy-duty plastic material with the least elasticity goes hand in hand with easy assembly of the bearing shell by slightly pushing apart the shell parts la and lb and that Bearing shell is then pushed with the opening 2 of the bearing ring 1 over the ball head of a ball joint pin.
  • FIG. 2 shows a further embodiment variant of the bearing shell according to the invention, which differs in particular from the embodiment of FIG. 1 in its outer contour.
  • Essential elements of the invention such as the web 4, the bearing ring 1 with the shell parts la and lb as well as the openings 2 and 3 adjoining the bearing ring 1 correspond in their features to the first exemplary embodiment discussed in detail with reference to FIG. 1.
  • Differences exist in the outer contour of the bearing ring 1, which in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 is spherical in the lower region facing the opening 2, whereas the upper region adjoining the spherical region is again cylindrical, as is also the case in the example of FIG Figure 1 results.
  • the design variant of FIG. 2 has a collar area which is provided with a number of radially projecting tooth areas.
  • the web 4 relevant to the invention extends from the collar-shaped region of the bearing ring 1 over the center of the opening 3 analogously to the exemplary embodiment in FIG. 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Es wird eine Lagerschale aus Kunststoffmaterial für ein Kugelgelenk zur Lagerung eines dreh- und schwenkbar (l),in der Lagerschale aufgenommenen Kugelgelenkzapfens mit mindestens zwei, eine innere hohlkugelförmig ausgeformte Lagerfläche bildenden Schalkenteilen (1a, 1b), vorgestellt, wobei die Schalenteile in ihrer Gesamtheit die Gestalt', eines Lagerringes (1) mit jeweils einer, an den sich gegenüber liegenden Stirnseiten des Lagerringes angeordneten Öffnung (2, 3) bilden und wobei quer über einen der Öffnungsquerschnitte wenigstens ein die Schalenteile (1a, 1b) verbindender Steg (4) angeordnet ist.

Description

Lagerschale
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Lagerschale aus Kunststoffmaterial für ein Kugelgelenk zur Lagerung eines dreh- und schwenkbar in der Lagerschale aufgenommenen Kugelgelenkzapfens.
Kugelgelenke werden in vielen Bereichen des Maschinenbaus und insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik als Komponenten von Fahrwerks- und Lenkungsbaugruppen eingesetzt. Die in den Kugelgelenken vorhandenen Lagerschalen umgeben dabei einen so genannten Kugelkopf als Bestandteil eines Kugelgelenkzapfens und sind wiederum in einem Kugelgelenkgehäuse aufgenommen. Kugelgelenkzapfen und - gehäuse sind dabei zum einen fahrwerks- oder lenkungsseitig angeordnet und andererseits an der Karosserie festgelegt, so dass in gewissen definierten Freiheitsgraden Bewegungen beider Komponenten zueinander ermöglicht werden. Generelles Problem bei der Montage der Kugelgelenke ist es dabei, dass die Lagerschale für ein sicheres Halten des Kugelzapfens den daran befindlichen Kugelkopf mehr als zur Hälfte umgeben muss, um eine unbeabsichtigte Trennung von Lagerschale und Kugelzapfen zu vermeiden. Auf Grund der mehr als hälftigen Umschließung des Kugelzapfens durch die Lagerschale ist es nicht möglich, beide Bauteile ohne weiteres zusammen zu stecken. Vielmehr muss die Lagerschale durch besondere konstruktive und/oder materialtechnische Bauweise so gestaltet werden, dass sie während des Montageprozesses über den Kugelkopf gestülpt werden kann und auf Grund ihrer elastischen Eigenschaften oder sonstiger konstruktiver Vorgaben in Verbindung mit dem nachfolgenden Einbau der Lagerschale in das Kugelgelenkgehäuse fixiert werden kann.
Zur Lösung des Problems sind beispielsweise aus der DE 199 58 149 AI zwei unterschiedliche Konstruktionsvarianten bekannt.
Zum einen kann die Lagerschale mit einer Mehrzahl von Längsschlitzen versehen werden. Die Lagerschale selbst ist dabei so aufgebaut, dass sie im Wesentlichen eine hohlkugelförmig ausgeformte Ausnehmung zur Aufnahme des Kugelkopfes des Kugelgelenkzapfens aufweist. Dieser wird durch eine vorhandene Einführöffnung in diese Ausnehmung eingedrückt, wobei sich durch die geschlitzte Form der Lagerschale der mit der Öffnung versehene Bereich so weit nach außen dehnt, dass der Kugelzapfen eingeführt werden kann.
Eine andere Variante des Zusammenbaus ergibt sich entsprechend der oben zitierten Schrift dadurch, dass die Lagerschale aus zwei gemeinsam eine innere hohlkugelförmig ausgeformte Lagerfläche bildenden Schalenteilen besteht, welche mittels eines so genannten Filmscharniers miteinander verbunden sind und somit für den Montagevorgang auf dem Kugelgelenkzapfen aufgeklappt werden können. Nach dem Aufsetzen werden die beiden Schalenteile geschlossen und wiederum in das Kugelgelenkgehäuse eingesetzt.
Beide konstruktiven Varianten haben sich für bestimmte Anwendungszwecke durchaus bewährt. Allerdings besteht bei der erstgenannten Ausführungsform, bei der die Lagerschale mit Längsschlitzen versehen ist, die Problematik, dass die verwendeten Kugelgelenke in eingebautem Zustand in der Regel einer Hauptbelastungsrichtung ausgesetzt sind. Die in der Hauptbelastungsrichtung auftretenden Kräfte bewirken innerhalb der Lagerschale hohe Flächenpressungen, wobei sich die für die Montage notwendigen Schlitze in der Lagerschale nachteilig auswirken, da das Kunststoffmaterial geschwächt und die verbleibenden Lagerflächenanteile entsprechend hoch beansprucht werden. Dies kann unter ungünstigen Betriebsbedingungen dazu führen, dass das Kunststoffmaterial der Lagerschale einer Kriech- bzw. Fließbewegung unterworfen wird, was bedeutet, dass sich die Schlitze irreversibel verkleinern, was zu einer Herabsetzung bzw. einem Wegfall der für die Spielfreiheit im Kugelgelenk notwendigen Vorspannung führt.
Zur Vermeidung derartiger Nachteile wird für bestimmte Anwendungszwecke die oben angeführte zweite Konstruktionsvariante verwendet, in dem ein Filmgelenk zwei Schalenteile miteinander verbindet und ein Aufklappen der Lagerschale zu Montagezwecken ermöglicht.
Hierbei ist jedoch nachteilig, dass für derartige Lagerschalen nur hoch dehnfähige Kunststoffmaterialien eingesetzt werden können, da für die Funktionsweise des Filmgelenkes Dehnfähigkeiten des Materials von bis zu 50% notwendig sind. Daher werden in der Regel für derartige Lagerschalen Kunststoffe wie Polypropylen oder Polyethylen eingesetzt. Diese Materialien wiederum sind bei bestimmten Einsätzen von Kugelgelenken nicht ausreichend belastbar, so dass gegebenenfalls die Baugröße des Kugelgelenkes zur Aufnahme der auftretenden Kräfte vergrößert werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von der geschilderten Problematik und den darauf gerichteten bisherigen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsmöglichkeiten, eine Lagerschale für ein Kugelgelenk zu gestalten, dass einerseits auch hohe Kräfte in einer Belastungsrichtung problemlos aufgenommen werden können und andererseits die Lagerschale in konstruktiver und montagetechmscher Hinsicht leicht herstellbar und leicht handhabbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungstechnisch mittels der durch die Merkmale des Anspruches 1 definierten technischen Lehre gelöst.
Erfindungswesentlich dabei ist, dass die Lagerschale aus Kunststoffmaterial für ein Kugelgelenk zur Lagerung eines dreh- und schwenkbar in der Lagerschale aufgenommenen Kugelgelenkzapfens aus mindestens zwei Schalenteilen besteht. Diese bilden gemeinsam, d.h. wenn die Lagerschale im Kugelgelenkgehäuse eingesetzt ist, eine in sich geschlossene, innere hohlkugelförmig ausgeformte Lagerfläche, wobei die Schalenteile in ihrer Gesamtheit die Gestalt eines Lagerringes mit jeweils einer, an den sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Lagerringes angeordneten Öffnung bilden und quer über einem der Öffnungsquerschnitte wenigstens ein die Schalenteile verbindender Steg angeordnet ist.
Durch diese neuartige Gestaltung ist es möglich, die beiden Schalenteile mittels des sie verbindenden Steges in definierter Weise auseinander zu biegen, ohne dass eine besondere Dehnfähigkeit des verwendeten Kunststoffmaterials geboten ist. Die nicht erforderliche Dehnfähigkeit ermöglicht dabei auch den Einsatz hochfester, somit relativ spröder Kunststoffe, so dass auch höchste Beanspruchungen mittels kleiner Kugelgelenkvarianten aufgenommen und übertragen werden können. Der die Schalenteile verbindende Steg besteht dabei vorteilhafterweise aus einem elastischen Kunststoffmaterial, so dass die Schalenteile nach Montage derselben im Gelenkgehäuse oder an der Gelenkkugel in einer definierten Lage für die weiteren Montageschritte zu liegen kommen. Besondere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre ergeben sich zusätzlich aus den Merkmalen der Unter anspräche.
Eine besondere Ausgestaltung sieht dabei vor, dass der die Schalenteile verbindende Steg eine im Wesentlichen halbkreisbogenförmig gewölbte Ausformung über dem Öffnungsquerschnitt des Lagerringes aufweist.
Das Gesamtbaumaß der Lagerschale kann entsprechend einer besonderen Ausgestaltung dadurch begrenzt werden, dass der Steg im Wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wobei das größere Seitenmaß des Querschnittes zum Öffnungsquerschnitt des Lagerringes hin angeordnet ist. Das kleinere Seitenmaß des Stegquerschnitts kann dabei im Wesentlichen der Dicke des Lagerringes entsprechen. Durch diese Maßnahme ist zum einen ein ausreichendes Auseinanderklappen der Schalenhälften gewährleistet, andererseits verhindert die gleichmäßige Dicke des Steges eine Knickbildung mit den dadurch hervorgerufenen Überdehnungen des Kunststoffmaterials, wie sie beispielsweise bei Filmgelenken auftreten.
Zusätzlich zu den angeführten Merkmalen kann an der Lagerschale darüber hinaus an den Außenkanten des Lagerringes mindestens einen Vorsprung als Verdrehsicherungselement angeordnet sein. Dieser Vorsprung greift in eine korrespondierende Ausnehmung eines zugehörigen die Lagerschale aufnehmenden Kugelgelenkgehäuses ein und verhindert eine Relativbewegung zwischen Kugelgelenkgehäuse und Lagerschale.
Darüber hinaus sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vor, dass Lagerring und Steg aus Kunststoffmaterialien unterschiedlicher Dehnfähigkeit bestehen. So kann beispielsweise der Lagerring als Funktionselement zur Aufnahme der notwendigen Kräfte eine erheblich geringere Dehnfähigkeit aufweisen als das Kunststoffmaterial des Steges. Durch die entsprechende Materialwahl in Verbindung mit der konstruktiven Gestaltung des Steges wird die Beweglichkeit der Halbschalen zueinander vergrößert, ohne dass Überdehnungen wie bei Filmscharnieren auftreten können. Die unterschiedlichen Materialzusammensetzungen von Lagerring und Steg lassen sich dabei beispielsweise durch ein Coinjektionsverfahren oder mittels Zweikomponentenverfahren realisieren.
Es hat sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, den Lagerring und gegebenenfalls den Steg aus PEEK-Material mit Kohlenstofffasern auszubilden. Dieses Spezialmaterial weist nur eine Dehnfähigkeit von ca. 2% auf und ist somit zur Aufnahme von großen Flächenpressungen bestens geeignet. Zusätzlich lassen sich in das Kunststoffmaterial Faserverstärkungen, beispielsweise aus Kohlestofffasern oder Glasfasern, einbetten, was die Belastbarkeit der Lagerschale und somit des Kugelgelenkes zusätzlich erhöht.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung sieht darüber hinaus vor, dass im zusammengebauten Zustand der Lagerschale zwischen den Schalenteilen des Lagerringes ein schmaler Zwischenspalt angeordnet ist. Dieser schmale Zwischenspalt dient zur Aufnahme von Wärmedehnungen, die in Folge erhöhter thermischer Belastung an den Schalenteilen der Lagerschale auftreten können.
Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen hierbei perspektivische Darstellungen der erfindungsgemäßen Lagerschale.
Erkennbar ist dabei, dass die Lagerschale im Wesentlichen aus einem Lagerring 1 besteht, der einen inneren hohlkugelförmigen Segmentbereich aufweist. An der Ober- und Unterseite des Lagerringes befindet sich jeweils eine Öffnung 2 bzw. 3. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 3 von einem Steg 4 überspannt.
Der Figur ist ferner zu entnehmen, dass der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete, die Lagerschale bildende Lagerring aus zwei Schalenteilen la und lb besteht. Beide gemeinsam bilden an ihrer Innenseite die hohlkugelförmig ausgeformte Lagerfläche für einen darin aufzunehmenden Kugelkopf eines Kugelgelenkbolzens, welcher nicht Gegenstand der Erfindung ist und auf dessen Darstellung deshalb verzichtet worden ist.
Der Steg 4 verbindet die Schalenteile la und lb miteinander und ermöglicht eine leichte Relativbewegung der Schalenteile la und lb zueinander, so dass die Lagerschale über den Kugelkopf eines Kugelgelenkzapfens übergestülpt beziehungsweise übergeschnappt werden kann.
Der Figur ist ferner zu entnehmen, dass an der Außenkontur des Lagerringes 1 sich diametral gegenüberliegend zwei Vorsprünge 5, 6 befindlich sind, die in entsprechende Ausnehmungen eines die Lagerschale umgebenden Kugelgelenkgehäuses eingreifen und somit eine Relativbewegung zwischen Lagerschale und Kugelgelenkgehäuse zuverlässig verhindern. Alternativ kann eine Verdrehsicherung auch durch Einbettung des Steges 4 in eine korrespondierende Ausnehmung eines die Lagerschale aufnehmenden Gelenkgehäuses mit zugehörigem Deckel vorgenommen werden.
Der Steg 4 weist, wie in der Figur dargestellt, einen rechteckförmigen Querschnitt auf, wobei das größere Seitenmaß des Querschnittes parallel zum Öffnungsquerschnitt der Öffnung 3 des Lagerringes 1 angeordnet ist. Das kleinere Seitenmaß des Stegquerschnittes erleichtert die Biegung des Steges in Folge eines Auseinanderdrückens der Schalenteile la und lb.
Steg 4 und Lagerring 1 können beispielsweise durch ein spezielles Verfahren der Coinjektion oder des Mehrkomponentenspritzguss aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein, so dass sich für das Kunststoffmaterial des Steges eine größere Dehnfähigkeit realisieren lässt als für den zur Aufnahme und Übertragung von Kräften vorgesehenen Lagerring 1. Zusätzlich lassen sich die verwendeten Kunststoffmaterialien durch Faserverstärkungen in ihren Verwendungseigenschaften verbessern.
Der Figur kann zusätzlich entnommen werden, dass im dargestellten Einbauzustand der Lagerschale zwischen den Schalenteilen la und lb ein schmaler Zwischenspalt 7 verbleibt. Dieser Spalt dient zur Aufnahme von Wärmedehnungen, die sich bei den Schalenteilen la und lb in Folge hoher thermischer Belastung ergeben können.
Durch die erläuterte konstruktive Neugestaltung der erfindungsgemäßen Lagerschale ergibt sich insbesondere der Vorteil, dass eine hohe Belastbarkeit der Lagerschale in Folge der Möglichkeit der Verwendung eines hochbelastbaren Kunststoffmaterials mit geringster Dehnfähigkeit einhergeht mit leichter Montierbarkeit der Lagerschale, indem die Schalenteile la und lb leicht auseinandergedrückt werden und die Lagerschale dann mit der Öffnung 2 des Lagerringes 1 über den Kugelkopf eines Kugelgelenkzapfens geschoben wird.
In der Figur 2 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Lagerschale abgebildet, welche sich insbesondere in ihrer Außenkontur von demjenigen Ausführungsbeispiel der Figur 1 unterscheidet. Wesentliche Elemente der Erfindung wie der Steg 4, der Lagerring 1 mit den Schalenteilen la und lb sowie die sich an den Lagerring 1 anschließenden Öffnungen 2 bzw. 3 entsprechen in ihren Merkmalen dem ausführlich mit Bezugnahme auf die Figur 1 besprochenen ersten Ausführungsbeispiel. Unterschiede bestehen in der Außenkontur des Lagerringes 1, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel der Figur 2 im unteren der Öffnung 2 zugewandten Bereich kugelförmig ausgebildet ist, wohingegen der sich an den kugelförmigen Bereich anschließende obere Bereich wiederum zylinderförmig gestaltet ist, wie dies sich auch aus dem Beispiel der Figur 1 ergibt. Im Bereich der Öffnung 3 besitzt die Gestaltungsvariante der Figur 2 einen Kragenbereich, der mit einer Anzahl radial vorstehender Zahnbereiche versehen ist. Der erfindungsrelevante Steg 4 erstreckt sich ausgehend von dem kragenförmigen Bereich des Lagerringes 1 über die Mitte der Öffnung 3 analog dem Ausführungsbeispiel der Figur 1.
Zwischen den Schalenteilen la und lb befindet sich wiederum ein Zwischenspalt 7, der analog dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 zum Toleranzausgleich dient.
Bezugszeichenliste
1 Lagerring
2 Öffnung
3 Öffnung
4 Steg la Schalenteil lb Schalenteil
5 Vorsprung
6 Vorsprung
7 Zwischenspalt

Claims

LagerschalePatentansprüche
1. Lagerschale aus Kunststoff material für ein Kugelgelenk zur Lagerung eines dreh- und schwenkbar in der Lagerschale aufgenommenen Kugelgelenkzapfens mit mindestens zwei, eine innere hohlkugelförmig ausgeformte Lagerfläche bildenden Schalenteilen (la, lb), wobei die Schalenteile in ihrer Gesamtheit die Gestalt eines Lagerringes (1) mit jeweils einer, an den sich gegenüber liegenden Stirnseiten des Lagerringes angeordneten Öffnung (2, 3) bilden und wobei quer über einen der Öffnungsquerschnitte wenigstens ein die Schalenteile (la, lb) verbindender Steg (4) angeordnet ist.
2. Lagerschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (4) eine im Wesentlichen halbkreisbogenförmige gewölbte Ausformung über dem Öffnungsquerschnitt (3) des Lagerringes aufweist.
3. Lagerschale nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (4) im Wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wobei das größere Seitenmaß zum Öffnungsquerschnitt (3) des Lagerringes (1) hin angeordnet ist.
4. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das kleinere Seitenmaß des Stegquerschnittes im Wesentlichen der Dicke des Lagerringes (1) entspricht.
5. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Außenkanten des Lagerringes (1) mindestens ein Vorsprung (5, 6) als Verdrehsicherungselement angeordnet ist.
6. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (4) aus einem elastischen Kunststoffmaterial besteht.
7. Lager schale nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (1) und der Steg (4) aus Kunststoffmaterialien unterschiedlicher Dehnfähigkeit bestehen.
8. Lagerschale nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Dehnfähigkeit des Kunststoffmaterials des Steges (4) erheblich größer ist als die des Kunststoffmaterials des Lagerringes (1).
9. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (1) aus PEEK-Material besteht.
10. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kunststoffmaterial Faserverstärkungen eingebettet sind.
11. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schalenteilen (la, lb) des Lagerringes ein schmaler Zwischenspalt (7) angeordnet ist.
12. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (4) zwischen den Schalenteilen als Verdrehsicherung für die Lagerschale in einem korrespondierenden Gelenkgehäuse ausgebildet ist.
EP05747695A 2004-05-05 2005-05-02 Lagerschale Withdrawn EP1743104A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004022533A DE102004022533B4 (de) 2004-05-05 2004-05-05 Lagerschale
PCT/DE2005/000822 WO2005108806A1 (de) 2004-05-05 2005-05-02 Lagerschale

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1743104A1 true EP1743104A1 (de) 2007-01-17

Family

ID=34968967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05747695A Withdrawn EP1743104A1 (de) 2004-05-05 2005-05-02 Lagerschale

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8333513B2 (de)
EP (1) EP1743104A1 (de)
JP (1) JP4931803B2 (de)
KR (1) KR20070012697A (de)
CN (1) CN100439729C (de)
BR (1) BRPI0510682B1 (de)
DE (1) DE102004022533B4 (de)
MX (1) MXPA06012712A (de)
WO (1) WO2005108806A1 (de)
ZA (1) ZA200610123B (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2970052B1 (fr) * 2011-01-03 2013-12-27 Jtekt Europe Sas Cage pour une rotule de direction d'un vehicule
JP6100545B2 (ja) * 2013-02-06 2017-03-22 トヨタ自動車株式会社 変速機のシフト操作装置
DE102013110630B4 (de) * 2013-09-26 2024-10-17 HELLA GmbH & Co. KGaA Verbindungsanordnung zwischen einem Lichtmodul und einem Aufnahmemittel in einem Scheinwerfer
CN103967927A (zh) * 2014-04-25 2014-08-06 陈焕祥 一种多功能万向连接头
KR101815146B1 (ko) * 2016-02-19 2018-03-15 주식회사 일진 볼 조인트 및 그 제작 방법
DE102020102971B4 (de) 2020-02-05 2022-09-29 Edscha Engineering Gmbh Gelenkteil mit einem Lagerelement
EP4232725A1 (de) * 2020-10-23 2023-08-30 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Lager für teilweise kugelförmige komponente und verfahren zur herstellung und verwendung davon

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005033530A1 (de) * 2003-10-04 2005-04-14 Daimlerchrysler Ag Kugelschale

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2288160A (en) * 1940-07-22 1942-06-30 Columbus Auto Parts Joint assembly
GB1181686A (en) * 1966-04-16 1970-02-18 Schmidt Gmbh Karl A Bearing Bush for Ball and Socket Joints
CH506722A (de) * 1969-11-14 1971-04-30 Fibotema Ag Kugelpfanne aus Kunststoff
JPS5977120A (ja) * 1982-10-21 1984-05-02 Nissan Motor Co Ltd 球体保持用クリツプ
DE3341255C1 (de) * 1983-11-15 1985-06-13 TRW Ehrenreich GmbH & Co KG, 4000 Düsseldorf Kugelgelenk
JPS6282420U (de) 1985-11-12 1987-05-26
JPS63195116A (ja) 1987-02-09 1988-08-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導体製造法
JPS63195116U (de) * 1987-06-02 1988-12-15
JPH08128439A (ja) * 1994-10-31 1996-05-21 Toyota Motor Corp ボールジョイント
DE19545567C2 (de) 1995-12-07 1997-12-18 Trw Fahrwerksyst Gmbh & Co Kugelgelenk
DE29722507U1 (de) * 1997-12-20 1999-04-22 Sachsenring Automobiltechnik AG, 08058 Zwickau Kugelschale für ein Kugelgelenk und Kugelgelenk mit einer solchen Kugelschale
DE19823781C5 (de) * 1998-05-28 2006-10-05 Trw Fahrwerksysteme Gmbh & Co Kg Lagerschale
DE19832254C2 (de) 1998-07-17 2000-10-12 Sachsenring Entwicklungsgesell Kugelgelenk und Verfahren zu dessen Herstellung
DE29819487U1 (de) 1998-11-02 2000-03-30 Sachsenring Automobiltechnik AG, 08058 Zwickau Kugelgelenk
DE19958149A1 (de) * 1999-12-03 2001-06-07 Volkswagen Ag Kugelgelenk und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10125227C2 (de) 2001-05-22 2003-06-05 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelgelenk
DE10135386A1 (de) * 2001-07-25 2003-02-13 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelgelenk
DE10227014B4 (de) 2002-06-17 2008-07-10 ZF Lemförder GmbH Zwei-Komponenten Lagerschale für ein umspritztes Kugelgelenk
DE10233489B4 (de) 2002-07-24 2004-08-12 ZF Lemförder Metallwaren AG Hochleistungs-Kugelschale

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005033530A1 (de) * 2003-10-04 2005-04-14 Daimlerchrysler Ag Kugelschale

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2005108806A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0510682A (pt) 2007-12-26
DE102004022533A1 (de) 2005-12-08
US20080255673A1 (en) 2008-10-16
JP4931803B2 (ja) 2012-05-16
JP2007536476A (ja) 2007-12-13
MXPA06012712A (es) 2007-02-14
CN100439729C (zh) 2008-12-03
US8333513B2 (en) 2012-12-18
CN1950618A (zh) 2007-04-18
BRPI0510682B1 (pt) 2018-07-03
WO2005108806A1 (de) 2005-11-17
ZA200610123B (en) 2008-06-25
DE102004022533B4 (de) 2006-08-03
KR20070012697A (ko) 2007-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19545567C2 (de) Kugelgelenk
DE102005034210B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenks und danach hergestelltes Gelenk
EP2449274B1 (de) Kugelgelenk
EP1792092B1 (de) Kugelgelenk mit dichtungsbalg
EP1743104A1 (de) Lagerschale
EP1467910B1 (de) Gelenk zur verbindung einer längsseite mit einer oberseite von bauteilen sowie flexibles band zur verwendung für ein derartiges gelenk
EP0922868B1 (de) Axialgelenk
DE4428870C1 (de) Gummi-Gelenklager
EP1674757A1 (de) Elastisches Lager mit einer Elastomermetallbuchse für ein Kraftfahrzeug
EP0611892B1 (de) Bundzapfengelenk
DE10125143A1 (de) Kugelgelenk
WO2008119344A2 (de) Kugelhülsengelenk
EP1519845B1 (de) Pendelstütze mit integriertem kugelgelenk
DE102006012758B4 (de) Gelenkscheibe zur drehmomentübertragenden Verbindung zweier Elemente und Anordnung
DE102019203271B3 (de) Gelenk für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, Strukturbauteil für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs mit einem solchen Gelenk
DE10004936A1 (de) Gummilager
DE102004061057C5 (de) Kugelgelenkverbindung zwischen einem Zapfen und einem Befestigungsteil
DE102009031738B4 (de) Kugelgelenk
EP1978275A2 (de) Gelenklager, insbesondere an einem Drehgelenk zwischen einem Vorderwagen und Hinterwagen eines Gelenkbusses
EP1668262A1 (de) Kugelschale
DE102006045809B4 (de) Kugelgelenk
DE4420489C2 (de) Kugelgelenk
DE1292952C2 (de) Kugelgelenk
WO2008031617A1 (de) Gelenkeinrichtung
DE112019003614T5 (de) Faserverstärktes lager für eine kugelpfannenbaugruppe, kugelpfannenbaugruppe damit und verfahren zu deren herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20061014

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: BRUNNEKE, HANS-GERD

Inventor name: GRUBE, VOLKER

Inventor name: RECHTIEN, MARTIN

Inventor name: BUDDE, FRANK

Inventor name: UNGRUH, RAINER

Inventor name: ROSSOL, MICHAEL

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: RECHTIEN, MARTIN

Inventor name: GRUBE, VOLKER

Inventor name: BRUNNEKE, HANS-GERD

Inventor name: BUDDE, FRANK

Inventor name: UNGRUH, RAINER

Inventor name: ROSSOL, MICHAEL

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20090403

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20090814