EP2104788A1 - Ball-and-socket joint with sealing ring - Google Patents

Ball-and-socket joint with sealing ring

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EP2104788A1
EP2104788A1 EP07856116A EP07856116A EP2104788A1 EP 2104788 A1 EP2104788 A1 EP 2104788A1 EP 07856116 A EP07856116 A EP 07856116A EP 07856116 A EP07856116 A EP 07856116A EP 2104788 A1 EP2104788 A1 EP 2104788A1
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EP
European Patent Office
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ball
joint
housing
joint housing
socket
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07856116A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Bohne
Manfred Heidemann
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The invention relates to a ball-and-socket joint or bushing joint, for example, for an axle system or for attaching a spring-damper system in a motor vehicle. The ball-and-socket joint has a substantially annular or pot-shaped joint housing (10), in the substantially cylindrical interior of which a ball socket (11) is arranged. The ball socket (11) is fixed in the joint housing (10) using a sealing ring (12), wherein the ball (3) of a ball pin (4) or of a ball bush (9) is accommodated in the ball socket (11) in a manner allowing the ball (3) to slide. The ball-and-socket joint is characterized according to the invention in that the outer surface of the ball socket (11) in the end region adjoining the sealing ring (12) is substantially smooth and cylindrical in form, wherein the sealing ring (12) has toothing (14) on the front side thereof facing the ball socket (11). The ball-and-socket joint according to the invention offers advantages with regard to the reduction of the production costs and with regard to saving installation space and reducing weight. The tolerance chains in the area of the housing cover, which are also reduced, simplify the production of the parts and reduce the wastage rate.

Description

Kugelgelenk mit Verschlussring Ball joint with locking ring
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, beispielsweise für ein Achssystem oder eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a ball joint, for example for an axle system or a wheel suspension of a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Kugelgelenke der eingangs genannten Art kommen beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, im Bereich der Radaufhängung, oder als Hülsengelenke - beispielsweise zur Anlenkung von Querstabüisatoren, Stoßdämpfern oder Feder-Dämpfersystemen - bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz.Ball joints of the type mentioned, for example, but by no means exclusively, in the field of suspension, or as sleeve joints - for example, for the articulation of Querstabüisatoren, shock absorbers or spring-damper systems - in motor vehicles for use.
Die an derartige Kugel- oder Hülsengelenke gestellten Anforderungen umfassen insbesondere hohe spezifische Belastbarkeit und geringes Lagerspiel sowohl im statischen als auch im dynamischen Belastungsfall, ferner geringen Wartungsbedarf beziehungsweise Wartungsfreiheit möglichst über die Lebensdauer des Kraftfahrzeugs beziehungsweise Kugelgelenks, eine möglichst geringe Masse und einen geringen Bauraumbedarf. Darüber hinaus soll die Herstellung nach Möglichkeit kostengünstig erfolgen.The requirements placed on such ball or sleeve joints include in particular high specific load capacity and low bearing clearance both in the static and in the dynamic load case, also low maintenance or maintenance as possible over the life of the motor vehicle or ball joint, the lowest possible mass and low space requirement. In addition, the production should be cost-effective if possible.
Üblicherweise besitzt ein Kugel- oder Hülsengelenk ein im Wesentlichen ringförmig-zylindrisches oder topfförmiges Gelenkgehäuse, in dessen Innenraum die Lagerschale beziehungsweise Kugelschale angeordnet ist. Dabei ist es erforderlich, dass die Kugelschale spielfrei und insbesondere gegen Verdrehen relativ zum Gelenkgehäuse gesichert im Gelenkgehäuse verankert ist, da Bewegungen der äußeren Oberfläche der Kugelschale gegenüber der Innenoberfläche des Gelenkgehäuses zu Abrieb, damit frühzeitig zu unerwünschtem Spiel und zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Kugelgelenks führen würden.Usually has a ball or sleeve joint has a substantially annular-cylindrical or cup-shaped joint housing, in the interior of the bearing shell or ball socket is arranged. It is necessary that the ball cup clearance and especially against rotation relative to Secured joint housing is anchored in the joint housing, since movements of the outer surface of the spherical shell relative to the inner surface of the joint housing to abrasion, so early lead to unwanted play and shorten the life of the ball joint.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Kugel- beziehungsweise Hülsengelenken wird versucht, dem unerwünschten Verdrehen der Kugelschale im Gelenkgehäuse dadurch entgegenzuwirken, dass die Kugelschale im Bereich der deckelseitigen Stirnseite des Gelenkgehäuses einen vorspringenden Kugelschalenbund erhält wobei der Kugelschalenbund bei der Zusammenfügung von Kugelschale und Gelenkgehäuse in einer zum Kugelschalenbund formkomplementären, umlaufenden Gehäusestufe im Bereich des Gelenkgehäusedeckels zur Anlage kommt. Bei der Montage des Gelenkgehäusedeckels wird sodann der vorspringende Kugelschalenbund zwischen dem Gelenkgehäusedeckel und der umlaufenden Gehäusestufe eingeklemmt dergestalt, dass Relativbewegungen - insbesondere Verdrehungen zwischen Kugelschale und Gelenkgehäuse - möglichst unterbunden werden.In known from the prior art ball or sleeve joints is trying to counteract the unwanted rotation of the ball socket in the joint housing, that the ball shell in the lid side end face of the joint housing receives a projecting spherical shell collar wherein the spherical shell collar in the assembly of spherical shell and joint housing in a to spherical shell collar formkomplementären, circumferential housing stage in the area of the joint housing cover comes to rest. During assembly of the joint housing cover then the projecting spherical shell collar is clamped between the joint housing cover and the encircling housing stage such that relative movements - in particular rotations between spherical shell and joint housing - are prevented as possible.
Insbesondere im Rahmen der strengen Kostenanforderungen, die in der Großserie auch an Kugel- und Hülsengelenke gestellt werden, sind die mit der Herstellung eines Kugelschalenbunds ebenso wie mit der Erzeugung der umlaufenden Gehäusestufe am Gelenkgehäuse beim Stand der Technik stets verbundenen Werkzeug- und Produktionskosten kritisch zu betrachten.In particular, in the context of strict cost requirements, which are placed in the mass production on ball and sleeve joints, the always associated with the production of a spherical shell collar as well as the generation of the circumferential housing stage on the joint housing in the prior art tool and production costs are critical ,
Auch können die mit der umlaufenden Gehäusestufe und dem Kugelschalenbund verbundenen Vergrößerungen der jeweiligen Toleranzkette in der gelenkgehäuseaxialen Richtung tendenziell dazu führen, dass sich der Produktionsausschuss erhöht, oder aber dass entsprechend höhere Genauigkeitsanforderungen bei der Produktion der Einzelteile eingehalten werden müssen, was tendenziell ebenfalls die Produktionskosten derartiger Kugel- oder Hülsengelenke erhöht. Schließlich sind auch die Genauigkeitsanforderungen bei der Herstellung sowohl des Kugelschalenbunds als auch der umlaufenden Gehäusestufe vergleichsweise hoch, da die gewünschte Verdrehsicherung nur bei genauer Reproduzierbarkeit der hierzu erforderlichen Klemmkräfte gewährleistet werden kann.The enlargements of the respective tolerance chain in the joint housing axial direction, which are connected to the encircling housing stage and the spherical shell collar, can also tend to increase the production scrap or to comply with correspondingly higher accuracy requirements in the production of the individual parts, which also tends to increase the production costs of such components Ball or sleeve joints increased. Finally, the accuracy requirements in the production of both the ball shell collar and the circumferential housing stage comparatively high, since the desired rotation can be ensured only with accurate reproducibility of the necessary clamping forces.
Mit diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kugelgelenk zu schaffen, mit dem die genannten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden. Insbesondere soll mit der Erfindung eine wirksame Verdrehsicherung zwischen Kugelschale und Gelenkgehäuse, eine Verbesserung bei der Robustheit der gehäuseaxialen Toleranzkette, wie auch gleichzeitig eine Reduktion der Herstellungskosten erzielt werden.With this background, it is an object of the present invention to provide a ball joint with which the mentioned disadvantages of the prior art are overcome. In particular, with the invention, an effective anti-rotation between spherical shell and joint housing, an improvement in the robustness of the housing-axial tolerance chain, as well as a reduction in manufacturing costs are achieved simultaneously.
Diese Aufgabe wird durch ein Kugelgelenk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a ball joint having the features of patent claim 1. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Kugelgelenk umfasst in an sich bekannter Weise zunächst einmal ein im Wesentlichen ring- oder topfförmiges Gelenkgehäuse. Das Gelenkgehäuse weist einen im Wesentlichen zylinderförmigen Innenraum auf, in dem die Kugelschale des Kugelgelenks angeordnet ist, wobei die Kugelschale mittels eines Verschlussrings im Gelenkgehäuse fixiert ist. In der Kugelschale wiederum ist die Kugel des Kugelzapfens beziehungsweise der Kugelhülse des Kugelgelenks gleitbeweglich aufgenommen.The ball joint according to the invention comprises, in a manner known per se, initially a substantially ring-shaped or pot-shaped joint housing. The joint housing has a substantially cylindrical interior, in which the ball socket of the ball joint is arranged, wherein the ball shell is fixed by means of a closure ring in the joint housing. In turn, the ball of the ball pin or the ball sleeve of the ball joint is slidably received in the ball socket.
Erfindungsgemäß zeichnet sich das Kugelgelenk jedoch dadurch aus, dass die Kugelschale in ihrem an den Verschlussring angrenzenden Endbereich außenseitig im Wesentlichen glatt zylindrisch ausgebildet ist. Dabei weist gleichzeitig der Verschlussring des Gelenkgehäuses auf seiner der Kugelschale zugewandten Stirnseite eine Zahnung auf.According to the invention, however, the ball joint is distinguished by the fact that the ball shell in its end region adjoining the closure ring is formed on the outside substantially smoothly cylindrical. At the same time, the locking ring of the joint housing has a toothing on its front side facing the ball socket.
Auf diese Weise ergibt sich dank der im Wesentlichen glatt zylindrischen Ausbildung des an den Verschlussring angrenzenden Endbereichs der Kugelschale zunächst einmal eine Vereinfachung der Schalengeometrie dadurch, dass der Kugelschalenbund entfallen kann, was bereits erste Werkzeug- und Herstellungskosten einspart. Ferner kann auch die umlaufende Gehäusestufe am Gelenkgehäuse entfallen, wodurch weitere Werkzeug- und Produktionskosten eingespart werden können. Überdies wird dank Entfalle der umlaufenden Gehäusestufe am Gelenkgehäuse auch noch eine zusätzliche Durchmesserreduzierung des Gelenkgehäuses möglich, die zu der konstruktiv stets wünschenswerten Bauraumreduzierung und Gewichtsverringerung beiträgt. Schließlich wird aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung auch die Toleranzkette in gelenkgehäuseaxialer Richtung verkürzt beziehungsweise vereinfacht, was zusätzlich zu weiterer Kostenersparnis sowie zur Ausschussreduzierung beiträgt.In this way, thanks to the substantially smooth cylindrical configuration of the end region of the ball shell adjoining the closure ring, a simplification of the shell geometry initially results from the fact that the ball shell collar can be dispensed with, which already saves initial tooling and production costs. Further can also account for the circumferential housing stage on the joint housing, which further tool and production costs can be saved. In addition, thanks to the absence of the circumferential housing stage on the joint housing, an additional reduction in the diameter of the joint housing is also possible, which contributes to the construction space reduction and weight reduction, which is always desirable in terms of construction. Finally, due to the design according to the invention, the tolerance chain in the joint housing axial direction is shortened or simplified, which additionally contributes to further cost savings and to reducing scrap.
Die nach wie vor erforderliche Verdrehsicherung der Kugelschale im Gelenkgehäuse wird dabei erfindungsgemäß dadurch erzielt, dass der Verschlussring auf seiner der Kugelschale zugewandten Stirnseite eine Zahnung aufweist. Die Zahnung des Verschlussrings kann im Moment des Verschließens des Gelenkgehäuses durch den Verschlussring in die deckelseitige Stirnseite des Gelenkgehäuses eindringen. Auf diese Weise wird eine sichere formschlüssige Verbindung zwischen der Kugelschale und dem Gehäusedeckel, und damit auch zwischen der Kugelschale und dem Gelenkgehäuse hergestellt, die für die erforderliche Verdrehsicherung sorgt.The still required anti-rotation of the ball socket in the joint housing is achieved according to the invention characterized in that the closure ring has a toothing on its front side facing the spherical shell. The toothing of the closure ring can penetrate at the moment of closing the joint housing through the closure ring in the cover-side end face of the joint housing. In this way, a secure positive connection between the ball socket and the housing cover, and thus also produced between the spherical shell and the joint housing, which ensures the required rotation.
Die genaue konstruktive Ausbildung und Anordnung der Zahnung am Verschlussring ist dabei erfindungsgemäß zunächst einmal beliebig, solange mittels Eindringen der Verzahnung in die Kugelschale bei der Montage des Gehäusedeckels sicherer Formschluss zwischen Gehäusedeckel und Kugelschale gewährleistet werden kann. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Zahnung lediglich in einem inneren kreisringförmigen Teilbereich der Stirnseite des Verschlussrings angeordnet ist.The exact structural design and arrangement of the teeth on the locking ring is inventively initially arbitrary, as long as by means of penetration of the teeth in the ball shell during assembly of the housing cover secure positive connection between the housing cover and ball socket can be guaranteed. According to a particularly preferred embodiment of the invention, however, it is provided that the toothing is arranged only in an inner annular portion of the end face of the closure ring.
Auf diese Weise wird insbesondere ermöglicht, dass ein äußerer kreisringförmiger Teilbereich des Verschlussrings als dichtende Befestigung des Verschlussrings relativ zum Gelenkgehäuse herangezogen werden kann, wobei die Verbindung zwischen Verschlussring und Gelenkgehäuse vorzugsweise durch Verrollen/Verpressen erfolgt. Daher kann in dem äußeren kreisringförmigen Teilbereich des Verschlussrings auf die Zahnung verzichtet werden, wodurch sich wiederum Kosten bei der Herstellung des Verschlussrings einsparen lassen.In this way, it is possible in particular that an outer annular portion of the closure ring can be used as a sealing attachment of the closure ring relative to the joint housing, wherein the connection between the closure ring and joint housing preferably takes place by rolling / pressing. Therefore, in the outer annular portion of the closure ring to dispense with the teeth, which in turn can save costs in the production of the closure ring.
Gemäß einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zahnung als Rändel ausgebildet. Dabei besteht das Rändel vorzugsweise aus einer Vielzahl kugelschalenseitig scharfkantig ausgebildeter, im Wesentlichen radial verlaufender und im Wesentlichen prismatisch geformter Erhebungen. Ein so ausgebildetes Rändel ist am Verschlussring kostengünstig insbesondere spanlos erzeugbar, benötigt lediglich geringe Einpresskräfte in die Kugelschale und führt - im Sinne einer wirksamen Verdrehsicherung - gleichzeitig zu hohen übertragbaren Drehmomenten zwischen Kugelschale und Verschlussring beziehungsweise Gelenkgehäuse .According to a further, likewise preferred embodiment of the invention, the toothing is designed as a knurl. In this case, the knurl preferably consists of a plurality of spherical shell side sharp-edged trained, substantially radially extending and substantially prismatic shaped elevations. A knurl formed in this way is inexpensively produced, in particular without cutting, on the closure ring, requires only little press-fit forces in the ball shell and, at the same time, results in high transferable torques between the ball shell and the closure ring or joint housing-in terms of effective rotation.
Nach einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Verschlussring im gelenkgehäuseaxialen Längsschnitt eine im Wesentlichen C-förmige Querschnittskontur auf. Diese Ausgestaltung des Verschlussrings ist zunächst einmal materialsparend in der Herstellung und ermöglicht zudem eine vorteilhafte Funktionsvereinigung sowohl der Funktionen des Gelenkgehäusedeckels beziehungsweise Gelenkgehäuseverschlusses, der Verankerung und Verdrehsicherung der Kugelschale, der Befestigung eines Gelenk-Dichtungsbalgs, als gegebenenfalls auch zusätzlich der Funktion eines Winkelanschlags für den Kugelzapfen beziehungsweise für die Kugelhülse des Kugelgelenks. Überdies ist ein dergestalt ausgeführter Verschlussring einfach und kostensparend herstellbar, insbesondere als Pressteil.According to a further preferred embodiment of the invention, the closure ring in the joint housing axial longitudinal section has a substantially C-shaped cross-sectional contour. This embodiment of the closure ring is initially material saving in the production and also allows an advantageous combination of functions both the functions of the joint housing cover or hinge housing closure, anchoring and anti-rotation of the ball shell, the attachment of a joint sealing bellows, as possibly also additionally the function of an angle stop for the ball stud or for the ball sleeve of the ball joint. Moreover, a closure ring designed in this way can be produced easily and cost-effectively, in particular as a pressed part.
Zur Verwirklichung der Erfindung ist es zunächst einmal nicht wesentlich, auf welche Weise die Verbindung zwischen Gelenkgehäusedeckel und Gelenkgehäuse erfolgt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Verschlussring jedoch stirnseitig in das Gelenkgehäuse eingebördelt. Auf diese Weise wird ein insbesondere dichter und dauerhafter Verschluss des Gelenkgehäuses ohne weitere Bauteile erzielt. Ferner ist der Verschluss durch Bördelung kostengünstig und prozesssicher darstellbar.For the realization of the invention, it is first of all not essential in which way the connection between the joint housing cover and the joint housing takes place. According to a preferred embodiment of the invention, however, the locking ring is crimped on the front side in the joint housing. In this way, a particularly dense and permanent closure of the joint housing without further Achieved components. Furthermore, the closure by crimping is inexpensive and process reliable.
Gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, dass der Innenraum des Gelenkgehäuses im Bereich der dem Gehäusedeckel gegenüberliegenden Seite des Gelenkgehäuses einen Absatz als Axialanschlag für die Kugelschale aufweist; beziehungsweise dass der Innenraum des Gelenkgehäuses einen in gelenkgehäuseaxialer Richtung im Bereich der dem Gehäusedeckel gegenüberhegenden Seite des Gelenkgehäuses kontinuierlich abnehmenden Durchmesser aufweist.According to further embodiments of the invention it is provided that the interior of the joint housing in the region of the housing cover opposite side of the joint housing has a shoulder as an axial stop for the ball shell; or that the interior of the joint housing has a joint housing axial direction in the region of the housing cover opposite side of the joint housing continuously decreasing diameter.
Dank eines im Innenraum des Gelenkgehäuses angeordneten Absatzes als Axialanschlag für die Kugelschale kann die Kugelschale von der Deckelseite her einfach bis zum Absatz im Gelenkgehäuse eingeschoben, und das Gelenkgehäuse sodann durch den Gehäusedeckel verschlossen werden. Auf diese Weise wird somit eine einfache Montage und eine definierte Positionierung der Kugelschale im Gelenkgehäuse erreicht. Eine zusätzlich oder alternativ im Innenraum des Gelenkgehäuses vorhandene, kontinuierlich kleiner werdende Durchmesserkontur kann ebenfalls als Axialanschlag bei der Montage der Kugelschale im Gelenkgehäuse herangezogen werden; ferner lässt sich auf diese Weise eine in manchen Anwendungsfällen wünschenswerte erhöhte Steifigkeit der Kugelschale anhand der in diesem Bereich geringeren Wandstärke der Kugelschale erzielen.Thanks to a arranged in the interior of the joint housing paragraph as an axial stop for the ball shell, the ball shell from the lid side can be simply pushed up to the heel in the joint housing, and the joint housing are then closed by the housing cover. In this way, a simple assembly and a defined positioning of the spherical shell in the joint housing is thus achieved. An additionally or alternatively present in the interior of the joint housing, continuously decreasing diameter contour can also be used as an axial stop during assembly of the spherical shell in the joint housing; Furthermore, in this way a desired increased rigidity of the ball socket, which is desirable in some applications, can be achieved on the basis of the wall thickness of the ball socket which is smaller in this area.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:In the following the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments illustrative drawings. Showing:
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Beispiel für ein Kugelgelenk gemäß dem Stand der Technik im isometrischen Längsschnitt;Figure 1 is a schematic representation of an example of a prior art ball joint in isometric longitudinal section.
Fig. 2 ein Hülsengelenk gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt; Fig. 3 einen Verschlussring eines Hülsengelenks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt;Figure 2 is a sleeve joint according to an embodiment of the invention in longitudinal section. 3 shows a locking ring of a sleeve joint according to an embodiment of the invention in longitudinal section;
Fig. 4 den Verschlussring gemäß Fig. 3 in der Draufsicht;FIG. 4 shows the closure ring according to FIG. 3 in plan view; FIG.
Fig. 5 in schematischer, vergrößerter Darstellung den Verschlussbereich eines Hülsengelenks gemäß der Stand der Technik;5 is a schematic, enlarged view of the closure region of a sleeve joint according to the prior art;
Fig. 6 in einer Fig. 5 entsprechenden Darstellung den Verschlussbereich des Hülsengelenks gemäß Fig. 2; undFIG. 6 shows the closure region of the sleeve joint according to FIG. 2 in a representation corresponding to FIG. 5; FIG. and
Fig. 7 in weiter vergrößerter Darstellung Ausschnitt aus der gerändelten Oberfläche des Verschlussrings des Hülsengelenks gemäß Fig. 6.7 shows a further enlarged detail of the knurled surface of the locking ring of the sleeve joint according to FIG. 6.
Fig. 1 zeigt in schematischer Längsschnittdarstellung ein Kugelgelenk gemäß dem Stand der Technik. Man erkennt das im Wesentlichen topfförmige Gelenkgehäuse 1 mit der darin angeordneten Lagerschale beziehungsweise Kugelschale 2. Im Innenraum der Kugelschale 2 wiederum ist die Kugel 3 eines Kugelzapfens 4 angeordnet.Fig. 1 shows a schematic longitudinal sectional view of a ball joint according to the prior art. One recognizes the substantially cup-shaped joint housing 1 with the bearing shell or ball shell 2 arranged therein. The ball 3 of a ball stud 4 is arranged in the interior of the ball shell 2 again.
Ferner lässt sich in Fig. 1 erkennen, dass die Kugelschale 2 im Gelenkgehäuse 1 mittels eines lediglich schematisch angedeuteten Verschlussrings 5 verankert ist, wobei die Kugelschale 2 zum Zweck der Verankerung, insbesondere zur Verdrehsicherung der Kugelschale 2, einen im Bereich ihrer an den Verschlussring angrenzenden Stirnseite radial nach außen weisenden, vorspringenden Kugelschalenbund 6 aufweist. Der Kugelschalenbund 6 ist dabei in einer ebenfalls umlaufenden, zum Kugelschalenbund 6 formkomplementären Gehäusestufe 7 des Gelenkgehäuses 1 aufgenommen, und wird dort zwischen Verschlussring 5 und Gelenkgehäuse 1 festgeklemmt.Furthermore, it can be seen in Fig. 1, that the ball shell 2 is anchored in the joint housing 1 by means of a merely schematically indicated closure ring 5, the ball shell 2 for the purpose of anchoring, in particular for preventing rotation of the ball shell 2, one in the region of their adjacent to the closure ring Has end face radially outwardly facing, projecting spherical shell collar 6. The spherical shell collar 6 is received in a likewise circumferential, complementary to the spherical shell collar 6 housing stage 7 of the joint housing 1, and is clamped there between the locking ring 5 and the joint housing 1.
Kugelschalenbund 6 und Gehäusestufe 7 des Gelenkgehäuses 1 sind beim dargestellten Beispiel aus dem Stand der Technik, wie bereits eingangs ausgeführt, jedoch vergleichsweise kostenintensiv in der Produktion, führen zu einer Verlängerung der jeweiligen Toleranzkette in gelenkgehäuseaxialer Richtung, und beanspruchen zudem Bauraum insbesondere in der radialen Richtung im Bereich der deckelseitigen Stirnseite des Gelenkgehäuses.Kugelschalenbund 6 and housing stage 7 of the joint housing 1 are in the illustrated example of the prior art, as already mentioned, but relatively expensive in production, lead to an extension of the respective tolerance chain in gelenkgehäuseaxialer direction, and also claim Space in particular in the radial direction in the region of the cover-side end face of the joint housing.
Ein mit der Darstellung aus Fig. 1 bezüglich der Verankerung und Verdrehsicherung der Kugelschale 1 übereinstimmendes weiteres Beispiel aus dem Stand der Technik ist in Fig. 5 vergrößert dargestellt. Man erkennt auch in Fig. 5 wieder den stirnseitigen Auslauf des Gelenkgehäuses 1, einen Teil des Gelenkgehäusedeckels 5 sowie den zugehörigen stirnseitigen Bereich der Kugelschale 2. Ferner ist der auch bei diesem Beispiel aus dem Stand der Technik vorhandene umlaufende Kugelschalenbund 6 sowie die zugehörige, im Gelenkgehäuse 1 angeordnete Gehäusestufe 7 erkennbar, die auch dort zur Verankerung und insbesondere Verdrehsicherung der Kugelschale 2 noch erforderlich sind, mit den bereits ausgeführten Nachteilen insbesondere bezüglich Produktionsaufwand und Herstellungskosten, Bauraum und Gewicht.A with the representation of Fig. 1 with respect to the anchoring and rotation of the ball socket 1 matching further example from the prior art is shown in Fig. 5 enlarged. It can also be seen in Fig. 5 again the frontal outlet of the joint housing 1, a part of the joint housing cover 5 and the associated frontal region of the spherical shell 2. Furthermore, the existing in this example from the prior art circumferential spherical shell collar 6 and the associated, in Joint housing 1 arranged housing stage 7 recognizable, which are also there for anchoring and in particular rotation of the ball shell 2 is still required, with the disadvantages already outlined, in particular with regard to production costs and production costs, space and weight.
In den Fig. 2 bis 4 sowie 6 und 7 sind Ausführungsformen für Kugelgelenke beziehungsweise Hülsengelenke gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, mit denen die zuvor geschilderten Nachteile und Einschränkungen des Standes der Technik überwunden werden.FIGS. 2 to 4 as well as FIGS. 6 and 7 show embodiments for ball joints or sleeve joints according to the present invention, with which the disadvantages and limitations of the prior art described above are overcome.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Hülsengelenks gemäß der vorliegenden Erfindung. Man erkennt zunächst die Kugelhülse 9, das Gelenkgehäuse 10 sowie die zwischen Kugelhülse 9 und Gelenkgehäuse 10 angeordnete Kugelschale 11. Das Hülsengelenk in der dargestellten Ausführungsform besitzt ferner einen im Querschnitt im Wesentlichen C-förmig ausgebildeten Verschlussdeckel 12. Der Verschlussdeckel 12 verschließt das Gelenkgehäuse 10, verankert die Kugelschale 11 im Gelenkgehäuse 10, nimmt ferner das gelenkseitige Ende eines Dichtungsbalgs 13 auf, und kann schließlich - im Sinne einer vorteilhaften Funktionsvereinigung - auch noch den Winkelanschlag zur Begrenzung des Winkelausschlags der Gelenkhülse 9 relativ zum Gelenkgehäuse 10 bilden. Aus Fig. 2 geht außerdem hervor, dass der Innenraum des Gelenkgehäuses 10 im Bereich der dem Gehäusedeckel 12 axial gegenüberliegenden Seite des Gelenkgehäuses 10 einen in gelenkgehäuseaxialer Richtung kontinuierlich abnehmenden Durchmesser aufweist. Auf diese Weise wird bei der Montage des Hülsengelenks eine definierte Positionierung der Kugelschale 11 im Gelenkgehäuse 10 erreicht, und es ergibt sich anhand der mit dieser Ausgestaltung bereichsweise verringerten Wandstärke der Kugelschale 11 auch eine erhöhte Steifigkeit der Kugelschale 11.Fig. 2 shows an embodiment of a sleeve joint according to the present invention. The ball joint 9 in the illustrated embodiment also has a sealing cross-section which is essentially C-shaped in design. The closure cap 12 closes the joint housing 10, in particular the ball socket 9 and the joint housing 10. anchors the ball shell 11 in the joint housing 10, also takes the joint-side end of a sealing bellows 13, and finally - in the sense of an advantageous combination of functions - even the angle stop to limit the angular deflection of the joint sleeve 9 relative to the joint housing 10 form. From Fig. 2 also shows that the interior of the joint housing 10 in the region of the housing cover 12 axially opposite side of the joint housing 10 has a continuously decreasing in gelenkgehäuseaxialer diameter diameter. In this way, a defined positioning of the spherical shell 11 is achieved in the joint housing 10 during assembly of the sleeve joint, and it results from the partially reduced with this configuration wall thickness of the spherical shell 11 and an increased rigidity of the ball shell eleventh
In den Fig. 3 und 4 ist der Gehäusedeckel 12 einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kugel- oder Hülsengelenks dargestellt. Auch der Gehäusedeckel 12 gemäß Fig. 3 und 4 ist zur Einbördelung in ein Gelenkgehäuse 10 sowie zur Aufnahme eines Dichtungsbalgs 13 vorgesehen. In den Darstellungen gemäß Fig. 3 und 4 erkennt man insbesondere die in Form eines kreisringförmig bereichsweise aufgebrachten Rändeis vorliegende Zahnung 14 des Verschlussrings 12. Anhand der Fig. 3 und 4 wird dabei erkennbar, dass die Zahnung 14 des Verschlussrings 12 hier aus einer Vielzahl scharfkantiger, im Wesentlichen radial verlaufender und im Wesentlichen prismatischer Erhebungen besteht, die innerhalb des kreisringförmigen Bereichs 15 angeordnet sind.FIGS. 3 and 4 show the housing cover 12 of a further embodiment of a ball or socket joint according to the invention. The housing cover 12 according to FIGS. 3 and 4 is also provided for flanging into a joint housing 10 and for receiving a sealing bellows 13. In the representations according to FIGS. 3 and 4, the teeth 14 of the closure ring 12 present in the form of an annular region are particularly recognizable. With reference to FIGS. 3 and 4, it can be seen that the teeth 14 of the closure ring 12 are made of a plurality of sharp edges , substantially radially extending and substantially prismatic elevations, which are arranged within the annular region 15.
Auch in den Fig. 6 und 7 ist nochmals in jeweils vergrößerter Darstellung die Zahnung 14 beziehungsweise das Rändel eines Verschlussrings 12 gemäß einer Ausführungsform für ein Hülsengelenk gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Fig. 6 ist erkennbar, dass der Gelenkgehäusedeckel 12 mittels einer Bördelung 8 mit dem Gelenkgehäuse 10 verbunden ist. Man erkennt ferner insbesondere anhand einer Zusammenschau der Fig. 5 und 6, dass die Geometrie der Kugelschale 11 sowie des Gelenkgehäuses 10 im Verbindungsbereich mit dem Gehäusedeckel 12 bei dem erfindungsgemäßen Kugelgelenk gemäß Fig. 6 erheblich einfacher, und damit auch kostengünstiger wie auch platzsparender gestaltet werden kann als beim Stand der Technik gemäß Fig. 5, da infolge der Erfindung sowohl der im Stand der Technik gemäß Fig. 5 vorhandene Kugelschalenbund 6 der Kugelschale 2 als auch die Gehäusestufe 7 des Gelenkgehäuses 1 entfallen.Also in FIGS. 6 and 7, the teeth 14 and the knurl of a locking ring 12 according to an embodiment for a sleeve joint according to the present invention is shown again in an enlarged view. In Fig. 6 it can be seen that the joint housing cover 12 is connected by means of a flange 8 with the joint housing 10. 5 and 6 that the geometry of the spherical shell 11 and the joint housing 10 in the connection region with the housing cover 12 in the ball joint according to the invention as shown in FIG. 6 considerably easier, and thus cheaper and space-saving designed can than in the prior art shown in FIG. 5, since as a result of the invention, both in the prior art 5 existing ball socket collar 6 of the ball shell 2 and the housing stage 7 of the joint housing 1 omitted.
Im Ergebnis wird somit deutlich, dass dank der Erfindung ein Kugel- beziehungsweise Hülsengelenk geschaffen wird, das gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Kugel- beziehungsweise Hülsengelenken Vorteile insbesondere in Bezug auf eine Minimierung der Herstellungskosten sowie im Hinblick auf Bauraumeinsparungen und Gewichtsreduzierungen bietet. Damit leistet die Erfindung einen Beitrag zur Verbesserung der Kosteneffektivität sowie zur Vergrößerung des möglichen Einsatzbereichs von Kugel- beziehungsweise Hülsengelenken, insbesondere in Bezug auf die Anwendung im Bereich von Achssystemen, Radaufhängungen oder zur Anlenkung von Feder-Dämpfersystemen am Kraftfahrzeug. As a result, it is thus clear that thanks to the invention, a ball or sleeve joint is provided, which offers over the known from the prior art ball or sleeve joints advantages especially in terms of minimizing the manufacturing cost and in terms of space savings and weight reductions. Thus, the invention makes a contribution to improving the cost-effectiveness and to increase the possible use of ball or sleeve joints, in particular with respect to the application in the range of axle systems, suspensions or for the articulation of spring-damper systems on the motor vehicle.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gelenkgehäuse1 joint housing
2 Kugelschale2 ball cup
3 Gelenkkugel3 joint ball
4 Kugelzapfen4 ball studs
5 Verschlussring ohne Zahnung5 locking ring without teeth
6 Kugelschalenbund6 ball shell collar
7 Gehäusestufe7 housing level
8 Bördelung8 flanging
9 Kugelhülse9 ball sleeve
10 Gelenkgehäuse10 joint housing
11 Kugelschale11 spherical shell
12 Verschlussring mit Zahnung12 locking ring with toothing
13 Dichtungsbalg13 sealing bellows
14 Zahnung, Rändel14 teeth, knurls
15 kreisringförmiger Rändelbereich 15 circular knurled area

Claims

Patentansprüche claims
1. Kugelgelenk, beispielsweise für ein Achssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem im Wesentlichen ring- oder topfförmigen Gelenkgehäuse (10), in dessen im Wesentlichen zylinderförmigem Innenraum eine Kugelschale (11) angeordnet und mittels eines Verschlussrings (12) im Gelenkgehäuse (10) fixiert ist, wobei in der Kugelschale (11) die Kugel (3) eines Kugelzapfens (4) oder einer Kugelhülse (9) gleitbeweglich aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelschale (11) in ihrem an den Verschlussring (12) angrenzenden Endbereich außenseitig im Wesentlichen glatt zylindrisch ausgebildet ist, wobei der Verschlussring (12) auf seiner der Kugelschale (10) zugewandten Stirnseite eine Zahnung (14) aufweist.1. ball joint, for example, for an axle system of a motor vehicle, having a substantially annular or cup-shaped joint housing (10), in the substantially cylindrical interior of a spherical shell (11) and fixed by a closure ring (12) in the joint housing (10) , wherein in the spherical shell (11), the ball (3) of a ball stud (4) or a ball sleeve (9) is slidably received, characterized in that the ball shell (11) in its adjacent to the closure ring (12) end portion on the outside substantially has smooth cylindrical, wherein the closure ring (12) on its the ball shell (10) facing the front side a toothing (14).
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnung (14) lediglich in einem inneren kreisringförmigen Teilbereich (15) der Stirnseite des Verschlussrings (12) angeordnet ist. 2. Ball joint according to claim 1, characterized in that the toothing (14) only in an inner annular portion (15) of the end face of the closure ring (12) is arranged.
3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnung (14) als Rändel ausgebildet ist, wobei das Rändel aus einer Vielzahl kugelschalenseitig scharfkantiger, im Wesentlichen radial verlaufender, im Wesentlichen prismatischer Erhebungen besteht.3. Ball joint according to claim 1 or 2, characterized in that the toothing (14) is formed as a knurl, wherein the knurl consists of a plurality of spherical shell side sharp-edged, substantially radially extending, substantially prismatic elevations.
4. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussring (12) im gelenkgehäuseaxialen Längsschnitt eine im Wesentlichen C-förmige Querschnittskontur aufweist.4. Ball joint according to one of claims 1 to 3, characterized in that the closure ring (12) in the joint housing axial longitudinal section has a substantially C-shaped cross-sectional contour.
5. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussring stirnseitig in das Gelenkgehäuse eingebördelt (8) ist.5. Ball joint according to one of claims 1 to 4, characterized in that the locking ring is crimped end face into the joint housing (8).
6. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Gelenkgehäuses (10) im Bereich der dem Gehäusedeckel gegenüberliegenden Seite des Gelenkgehäuses einen Absatz als Axialanschlag für die Kugelschale (11) aufweist.6. Ball joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the interior of the joint housing (10) in the region of the housing cover opposite side of the joint housing has a shoulder as an axial stop for the spherical shell (11).
7. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Gelenkgehäuses (10) einen in gelenkgehäuseaxialer Richtung im Bereich der dem Gehäusedeckel gegenüberliegenden Seite des Gelenkgehäuses (10) kontinuierlich abnehmenden Durchmesser aufweist. 7. Ball joint according to one of claims 1 to 6, characterized in that the interior of the joint housing (10) has a gelenkgehäuseaxialer direction in the region of the housing cover opposite side of the joint housing (10) continuously decreasing diameter.
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