EP2265832A1 - Ball joint - Google Patents

Ball joint

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Publication number
EP2265832A1
EP2265832A1 EP09726799A EP09726799A EP2265832A1 EP 2265832 A1 EP2265832 A1 EP 2265832A1 EP 09726799 A EP09726799 A EP 09726799A EP 09726799 A EP09726799 A EP 09726799A EP 2265832 A1 EP2265832 A1 EP 2265832A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
sealing bellows
ball joint
bellows
ball
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Withdrawn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
EP09726799A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dirk Sokolihs
Frank Grundmann
Sonja Ahlert
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 EP2265832A1 publication Critical patent/EP2265832A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F16C11/0666—Sealing means between the socket and the inner member shaft
    • F16C11/0671—Sealing means between the socket and the inner member shaft allowing operative relative movement of joint parts due to flexing of the sealing means
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/32—Articulated members
    • Y10T403/32606—Pivoted
    • Y10T403/32631—Universal ball and socket
    • Y10T403/32729—Externally packed

Definitions

  • the invention relates to a ball joint according to the preamble of claim 1.
  • a ball joint for a motor vehicle with a housing and a rotatably mounted in the housing and pivotally mounted ball pin and with a sealing bellows is known from DE 195 45 567 Al.
  • the bellows is sealingly applied to the housing according to the disclosure of this publication with a first sealing bellows edge on the ball stud and a second sealing bellows edge, wherein the total one-piece sealing bellows between his Dichtungsbalgr Sn has at least two sections of different geometry, of which a first section has a bulbous contour forms and a second portion has an extension along the outer surface and in the direction of the longitudinal axis of the housing.
  • the sealing bellows On the side of the sealing bellows located in the pivoting direction of the ball pin, the second section of the sealing bellows is lifted off the housing because of this second portion of a shear load is applied and the sealing bellows has elastic properties. On the opposite side of the second portion of the sealing bellows is subjected to a tensile stress. However, due to the voltage applied to the housing parts of this bellows, he is able to compensate for this tension. In the ball joint described in DE 195 45 567 A1, a grease for lubricating the inner joint components is provided. The sealing bellows serves as a lubricant reservoir.
  • the invention has for its object to provide a ball joint for a motor vehicle whose sealing bellows over a long life cycle reliably allows large angular deflections of the ball stud without being subject to increased wear.
  • Such equipped ball joint is able to implement large angular deflections of the ball pin relative to the housing, without causing damage to the bellows.
  • angular deflections of the ball pin relative to the housing of more than 50 ° could be achieved with continuous load of the ball joint, without damaging the sealing bellows occurred.
  • the alternating course direction may be a wave contour.
  • This wave contour can be formed both on the inner surface of the second portion of the sealing bellows and on the outer surface of the housing corresponding thereto.
  • a wave contour is therefore advantageous for the implementation of the inventive idea, because it allows a change of wave crests and troughs without sharp-edged Transitions lead to damage of the sealing bellows. Preference is given to a sinusoidal wave contour. However, this is not absolutely necessary for the implementation of the invention.
  • cam-like elevations can be distributed over the entire inner surface of the second portion of the sealing bellows or arranged in groups.
  • cam-like projections on the outer surface of the housing corresponding to the second section of the sealing bellows. Since the cost of manufacturing the cam-like elevations or a wave contour and the cost of producing a ball joint according to the invention is influenced by the production engineering effort, it can thus be decided whether the cam-like projections are provided on the inner surface of the second portion of the sealing bellows or on the outer surface of the housing.
  • a further variant of a ball joint according to the invention further consists in that the second portion of the sealing bellows has limn-shaped elevations at least in sections on its inner surface.
  • the arrangement may be as previously described in connection with the cam-like elevations, isolated or grouped together. Even a lime-shaped contact between the surfaces leads to the effect that the sealing bellows does not adhere to the housing surface.
  • sealing bellows for ball joints are usually equipped with a bulbous contour.
  • the second portion of the sealing bellows adjoins directly to the first portion of the sealing bellows. This avoids complex transitions between the sections of the sealing bellows.
  • the sealing bellows can be made very compact and according to the requirements placed on it. Thus, a material saving is also achieved and it can be reduced the cost of the ball joint in its manufacture.
  • the second portion of the sealing bellows extends in the direction of the longitudinal axis of the housing along a substantial part of the outer surface of the housing.
  • a concrete embodiment of this development of the invention is to be seen in that the second portion of the sealing bellows extends in the direction of the longitudinal axis of the housing viewed over at least 2/3 of the housing, along the outer surface of the housing.
  • Figure 1 a perspective view of a ball joint in one
  • Partial section and Figure 2 a fragmentary enlarged view of the second
  • the ball joint shown in FIG. 1 has a housing 1.
  • a ball stud 2 is rotatably and pivotally mounted.
  • a bearing shell 12 which receives with its inner circumferential surface, the ball joint of the ball stud 2 and is used with its outer circumferential surface directly into the housing 1 of the ball joint.
  • the ball joint further comprises a sealing bellows 3 which bears sealingly against a first sealing bellows edge 4 directly on the journal-shaped section of the ball stud 2. On this first one
  • the sealing bellows 3 a second sealing bellows edge 5, which is used to form a seal in a corresponding groove-shaped recess in the housing 1 and is fixed by a non-descript clamping ring on the housing 1.
  • the first sealing bellows edge 4 is also fixed by means of a clamping ring on the ball stud 2.
  • the sealing bellows 3, which is made in one piece as a whole, has two sections 6 and 7 deviating from each other in their geometry. In the lower, the pin-shaped part of the ball pin 2 associated region of the sealing bellows 3 has the first portion 6, which in the present case has a bulbous contour.
  • the first portion 6 of the sealing bellows 3 merges into a second portion 7, which extends along the outer surface of the housing 1 adjacent. From the illustration in Figure 1 is further seen that the axial extent of the second portion 7 of the sealing bellows 3 takes place over a substantial part of the housing 1. As far as axial extent is mentioned here, the direction of the components in the direction of the longitudinal axis 9 of the housing 1 is always meant.
  • This longitudinal axis 9 coincides in the illustration in Figure 1 with the longitudinal center axis of the undeflected ball pin 2. In the transition region between the pin-shaped portion and the ball joint of the ball stud 2 this has a ball neck neck 13, which in cross-section slightly opposite to is reduced peg-shaped portion of the ball stud 2 and here has a slightly conical shape.
  • FIG. 1 This detailed representation shows a section of the area of the second section 7 of the sealing bellows 3 in the transition from the first section 6 of the sealing bellows 3.
  • the sealing bellows 3 in this case has an inner surface 10 which is provided with a plurality of cam-like elevations 11. These cam-like projections 11 contact directly with their highest elevation, the outer surface 8 of the housing 1. By this contact pair, the cam-like elevations 11 each have a point contact with the outer surface 8 of the housing 1, so that only a very small surface is in direct contact.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

The invention proposes a ball joint for a motor vehicle. It comprises a housing (1), a ball pin (2) supported rotatably and pivotally in the housing (1), and a bellows seals (3), wherein the bellows seals (3) with a first bellows seal edge (4) rests in a sealing manner against the ball pin (2) and with a second bellows seal edge (5) rests against the housing (1). The one-piece bellows seals (3) between the bellows seal edges (4, 5) thereof comprises at least two sections (6, 7) having different geometries, of which a first section (6) forms a bellied contour, and a second section (7) has an extension along the outer top surface (8) and in the direction of the longitudinal axis (9) of the housing (1). According to the invention, the inner top surface (10) of the second section (7) of the bellows seal (3) and/or the outer top surface (8) of the housing (1) corresponding thereto is provided with a surface geometry having alternating directions.

Description

Kugelgelenk ball joint
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a ball joint according to the preamble of claim 1.
Ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse dreh- und schwenkbar gelagerten Kugelzapfen sowie mit einem Dichtungsbalg geht aus der DE 195 45 567 Al hervor. Der Dichtungsbalg ist nach dem Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift mit einem ersten Dichtungsbalgrand an dem Kugelzapfen und mit einem zweiten Dichtungsbalgrand am Gehäuse dichtend angelegt, wobei der insgesamt einteilig ausgeführte Dichtungsbalg zwischen seinen Dichtungsbalgrändern über zumindest zwei Abschnitte unterschiedlicher Geometrie verfügt, von denen ein erster Abschnitt eine bauchige Kontur bildet und ein zweiter Abschnitt eine Erstreckung entlang der Außenoberfläche und in Richtung der Längsachse des Gehäuses aufweist.A ball joint for a motor vehicle with a housing and a rotatably mounted in the housing and pivotally mounted ball pin and with a sealing bellows is known from DE 195 45 567 Al. The bellows is sealingly applied to the housing according to the disclosure of this publication with a first sealing bellows edge on the ball stud and a second sealing bellows edge, wherein the total one-piece sealing bellows between his Dichtungsbalgrändern has at least two sections of different geometry, of which a first section has a bulbous contour forms and a second portion has an extension along the outer surface and in the direction of the longitudinal axis of the housing.
Mit einem derartig ausgebildeten Kugelgelenk ist es im Vergleich zu anderen Ausführungen möglich, einen sehr großen Winkelausschlag des in dem Gehäuse gelagerten Kugelzapfens relativ zum Gehäuse zu erreichen, ohne dass dabei Beschädigungen des die inneren Gelenkbauteile abdichtenden Dichtungsbalges zu befürchten sind. Erreicht wird dieser vergleichsweise vergrößerte Winkelausschlag dadurch, dass sich der Dichtungsbalg mit seinem zweiten Abschnitt entlang der Außenoberfläche und am Gehäuse anliegend erstreckt. Wird der Kugelzapfen hierbei mittels der an ihm ausgebildeten Gelenkkugel in dem Gehäuse verschwenkt, so ist der entsprechend der Druckschrift gestaltete Dichtungsbalg in der Lage, dieser Schwenkbewegung nachzugeben. Auf der in der Schwenkrichtung des Kugelzapfens gelegenen Seite des Dichtungsbalges wird der zweite Abschnitt des Dichtungsbalges vom Gehäuse abgehoben, weil auf diesen zweiten Abschnitt eine Schubbelastung ausgeübt wird und der Dichtungsbalg elastische Eigenschaften aufweist. Auf der gegenüberliegenden Seite wird der zweite Abschnitt des Dichtungsbalges mit einer Zugspannung beansprucht. Aufgrund der am Gehäuse anliegenden Teile dieses Dichtungsbalges ist er jedoch in der Lage, diese Zugspannung zu kompensieren. In dem in der DE 195 45 567 Al beschriebenen Kugelgelenk ist ein Schmierfett zur Schmierung der inneren Gelenkbauteile vorgesehen. Der Dichtungsbalg dient dabei als Schmiermittelreservoir. Er neigt jedoch erfahrungsgemäß aufgrund des vorhandenen Schmierfettes dazu, im Bereich seines zweiten, am Gehäuse anliegenden Abschnittes an der Gehäuseaußenoberfläche haften zu bleiben. Dieser Umstand ist in verstärktem Maße zu beobachten, je älter das im Kugelgelenk vorhandene Schmierfett ist. Damit wird jedoch die Funktion, die durch den zweiten Abschnitt und dessen Anlage am Gehäuse erreicht werden soll, nämlich das Abheben und damit die Entlastung des zu bewegenden Dichtungsbalges, nicht mehr erfüllt. Der Dichtungsbalg neigt daher auch bei einer derartigen Ausführung eines Kugelgelenkes dazu, vorzeitig zu verschleißen. Durch die mit dem Kugelgelenk realisierten, vergrößerten Winkelausschläge im Vergleich zu bekannten Kugelgelenkausführungen wird der Dichtungsbalg nämlich über Gebühr beansprucht. Ist er dann nicht mehr in der Lage, sich vom Gehäuse abzuheben, führt dies in den sich ausbildenden Faltenabschnitten zu einer Bruchneigung, die letztlich zu dauerhaften Beschädigungen des Dichtungsbalges führt.With such a trained ball joint, it is possible in comparison to other embodiments, to achieve a very large angular deflection of the ball pin mounted in the housing relative to the housing, without causing damage to the inner joint components sealing sealing bellows are to be feared. This comparatively enlarged angular deflection is achieved in that the sealing bellows with its second section extends along the outer surface and against the housing. If the ball stud is hereby pivoted in the housing by means of the joint ball formed on it, then the sealing bellows designed in accordance with the document is capable of yielding to this pivoting movement. On the side of the sealing bellows located in the pivoting direction of the ball pin, the second section of the sealing bellows is lifted off the housing because of this second portion of a shear load is applied and the sealing bellows has elastic properties. On the opposite side of the second portion of the sealing bellows is subjected to a tensile stress. However, due to the voltage applied to the housing parts of this bellows, he is able to compensate for this tension. In the ball joint described in DE 195 45 567 A1, a grease for lubricating the inner joint components is provided. The sealing bellows serves as a lubricant reservoir. However, experience has shown that due to the presence of grease, it tends to adhere to the outer surface of the housing in the region of its second, adjacent to the housing section. This circumstance can be observed to a greater extent, the older the existing grease in the ball joint. This, however, the function that should be achieved by the second section and its investment in the housing, namely the lifting and thus the discharge of the moving bellows to be no longer met. The sealing bellows therefore tends even with such a design of a ball joint to wear prematurely. By realized with the ball joint, increased angular deflections in comparison to known ball joint designs of the bellows is claimed that over charge. If he is then no longer able to stand out from the case, this leads in the forming fold sections to a tendency to fracture, which ultimately leads to permanent damage to the sealing bellows.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, dessen Dichtungsbalg über einen langen Lebensdauerzyklus hinweg zuverlässig große Winkelausschläge des Kugelzapfens ermöglicht, ohne dabei einem verstärkten Verschleiß zu unterliegen .The invention has for its object to provide a ball joint for a motor vehicle whose sealing bellows over a long life cycle reliably allows large angular deflections of the ball stud without being subject to increased wear.
Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.The invention solves this problem with the features of claim 1.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den sich anschließenden Unteransprüchen wiedergegeben.Further embodiments of the invention are given in the appended subclaims.
Ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse dreh- und schwenkbar gelagerten Kugelzapfen sowie einem Dichtungsbalg, der mit einem ersten Dichtungsbalgrand an dem Kugelzapfen und mit einem zweiten Dichtungsbalgrand an dem Gehäuse dichtend anliegt, wobei der einteilige Dichtungsbalg zwischen seinen Dichtungsbalgrändern zumindest zwei Abschnitte unterschiedlicher Geometrie aufweist, von denen ein erster Abschnitt eine bauchige Kontur bildet und ein zweiter Abschnitt eine Erstreckung entlang der Außenoberfläche und in Richtung der Längsachse des Gehäuses aufweist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass die Innenoberfläche des zweiten Abschnittes des Dichtungsbalges und/oder die hierzu korrespondierende Außenoberfläche des Gehäuses eine Oberflächengeometrie mit wechselnder Verlaufsrichtung aufweist .A ball joint for a motor vehicle having a housing and a pivot pin rotatably mounted in the housing and a sealing bellows which sealingly bears against the housing with a first sealing bellows edge on the ball stud and with a second sealing bellows edge, wherein the one-piece sealing bellows between its Dichtungsbalgrändern has at least two sections of different geometry, of which a first portion forms a bulbous contour and a second portion has an extension along the outer surface and in the direction of the longitudinal axis of the housing, according to the invention further developed such that the inner surface of the second section of the sealing bellows and / or the corresponding outer surface of the housing has a surface geometry with alternating course direction.
Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung eines Kugelgelenkes ist es möglich, die Kontaktoberfläche zwischen zweitem Abschnitt des Dichtungsbalges und Gehäuseoberfläche insgesamt entscheidend zu verringern. Durch die geringere Anlagefläche neigt der Dichtungsbalg im zweiten Abschnitt nicht mehr dazu, sich mit der Gehäuseoberfläche zu verbinden und an dieser anzuhaften. Dies ist auch der Fall, wenn in dem Kugelgelenk ein Schmierfett verwendet wird und der Dichtungsbalg hierbei als Schmierfettreservoir zum Einsatz kommt. Selbst hartnäckige Schmierfettmateπalien, die zu einer Verharzung neigen oder aufgrund thermischer oder anderer Einflüsse einer derartigen Veränderung unterliegen sollten, können bei einer erfindungsgemäßen Gestaltung des Kugelgelenkes eine haftende Verbindung zwischen Dichtungsbalg und Gehäuseaußenoberfläche nicht mehr herbeiführen. Damit konnte durch die Erfindung insgesamt die Lebensdauer eines Kugelgelenkes verbessert und der vorzeitige Verschleiß des Dichtungsbalges vermieden werden. Ein derartig ausgestattetes Kugelgelenk ist in der Lage, große Winkelausschläge des Kugelzapfens relativ zum Gehäuse umzusetzen, ohne Beschädigungen am Dichtungsbalg hervorzurufen. In Versuchen konnten Winkelausschläge des Kugelzapfens relativ zum Gehäuse von mehr als 50° bei Dauerbelastung des Kugelgelenkes erreicht werden, ohne dass Beschädigungen des Dichtungsbalges eintraten.With the design of a ball joint according to the invention, it is possible to significantly reduce the contact surface between the second section of the sealing bellows and the housing surface as a whole. Due to the smaller contact surface of the sealing bellows in the second section no longer tends to connect to the housing surface and adhere to this. This is also the case when a grease is used in the ball joint and the sealing bellows is used here as a grease reservoir. Even stubborn Schmierfettmateπalien that tend to gumming or should be subject to such a change due to thermal or other influences, in an inventive design of the ball joint an adhesive connection between sealing bellows and housing outer surface no longer cause. Thus, the entire life of a ball joint could be improved by the invention and the premature wear of the sealing bellows can be avoided. Such equipped ball joint is able to implement large angular deflections of the ball pin relative to the housing, without causing damage to the bellows. In experiments, angular deflections of the ball pin relative to the housing of more than 50 ° could be achieved with continuous load of the ball joint, without damaging the sealing bellows occurred.
Entsprechend einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann die wechselnde Verlaufsrichtung eine Wellenkontur sein. Diese Wellenkontur kann sowohl an der Innenoberfläche des zweiten Abschnittes des Dichtungsbalges als auch an der hierzu korrespondierenden Außenoberfläche des Gehäuses ausgebildet sein. Eine Wellenkontur ist deshalb von Vorteil für die Umsetzung der erfinderischen Idee, weil sie einen Wechsel von Wellenbergen und Wellentälern ermöglicht, ohne dass scharfkantige Übergänge zu Beschädigungen des Dichtungsbalges führen. Bevorzugt wird dabei eine sinusförmige Wellenkontur. Dies ist für die Umsetzung der Erfindung jedoch nicht zwingend erforderlich.According to a first embodiment of the invention, the alternating course direction may be a wave contour. This wave contour can be formed both on the inner surface of the second portion of the sealing bellows and on the outer surface of the housing corresponding thereto. A wave contour is therefore advantageous for the implementation of the inventive idea, because it allows a change of wave crests and troughs without sharp-edged Transitions lead to damage of the sealing bellows. Preference is given to a sinusoidal wave contour. However, this is not absolutely necessary for the implementation of the invention.
Neben einer wellenförmigen Kontur ist es auch möglich, an der Innenoberfläche des Dichtungsbalges im Bereich seines zweiten Abschnittes nockenartige Erhebungen vorzusehen. Diese nockenartigen Erhebungen können verteilt über die gesamte Innenoberfläche des zweiten Abschnittes des Dichtungsbalges verlaufen oder auch in Gruppen zusammengefasst angeordnet werden. Durch die nockenartigen Erhebungen wird eine punktuelle Berührung zwischen Gehäuseaußenoberfläche und Innenoberfläche des Dichtungsbalges erreicht. Diese vom Querschnitt her sehr kleinen Berührungspunkte zwischen den Oberflächen erleichtern das Abheben des zweiten Abschnittes des Dichtungsbalges beim Verschwenken des Kugelzapfens aufgrund einer geringen Reibung zwischen den Oberflächen.In addition to a wave-shaped contour, it is also possible to provide on the inner surface of the sealing bellows in the region of its second section cam-like elevations. These cam-like elevations can be distributed over the entire inner surface of the second portion of the sealing bellows or arranged in groups. By the cam-like elevations a punctual contact between the housing outer surface and the inner surface of the sealing bellows is achieved. These very small cross-sectional contact points between the surfaces facilitate the lifting of the second portion of the sealing bellows during pivoting of the ball stud due to a low friction between the surfaces.
Darüber hinaus ist es jedoch im Umkehrschluss auch möglich, an der zu dem zweiten Abschnitt des Dichtungsbalges korrespondierenden Außenoberfläche des Gehäuses nockenartige Erhebungen vorzusehen. Da mit dem fertigungstechnischen Aufwand zur Herstellung der nockenartigen Erhebungen beziehungsweise einer Wellenkontur auch der Kostenaufwand zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes beeinflusst wird, lässt sich somit entscheiden, ob die nockenartigen Erhebungen an der Innenoberfläche des zweiten Abschnittes des Dichtungsbalges oder an der Außenoberfläche des Gehäuses vorgesehen werden.In addition, however, it is also possible, by implication, to provide cam-like projections on the outer surface of the housing corresponding to the second section of the sealing bellows. Since the cost of manufacturing the cam-like elevations or a wave contour and the cost of producing a ball joint according to the invention is influenced by the production engineering effort, it can thus be decided whether the cam-like projections are provided on the inner surface of the second portion of the sealing bellows or on the outer surface of the housing.
Eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes besteht ferner darin, dass der zweite Abschnitt des Dichtungsbalges an seiner Innenoberfläche zumindest abschnittsweise limenförmige Erhebungen aufweist. Die Anordnung kann wie zuvor im Zusammenhang mit den nockenartigen Erhebungen bereits beschrieben, vereinzelt oder in Gruppen zusammengefasst erfolgen. Auch eine limenförmige Berührung zwischen den Oberflächen führt zu dem Effekt, dass der Dichtungsbalg nicht an der Gehäuseoberfläche haften bleibt.A further variant of a ball joint according to the invention further consists in that the second portion of the sealing bellows has limn-shaped elevations at least in sections on its inner surface. The arrangement may be as previously described in connection with the cam-like elevations, isolated or grouped together. Even a lime-shaped contact between the surfaces leads to the effect that the sealing bellows does not adhere to the housing surface.
Analog hierzu ist es auch möglich, dass an der zu dem zweiten Abschnitt des Dichtungsbalges korrespondierenden Außenoberfläche des Gehäuses zumindest abschnittsweise limenförmige Erhebungen vorhanden sind. Dichtungsbälge für Kugelgelenke sind in der Regel mit einer bauchigen Kontur ausgestattet. Um die geometrischen Abmessungen des Dichtungsbalges insgesamt in Grenzen zu halten, wird vorgeschlagen, dass der zweite Abschnitt des Dichtungsbalges sich unmittelbar an den ersten Abschnitt des Dichtungsbalges anschließt. Damit werden aufwändige Übergänge zwischen den Abschnitten des Dichtungsbalges vermieden. Der Dichtungsbalg kann sehr kompakt und den an ihn gestellten Erfordernissen entsprechend ausgeführt werden. Damit wird ferner eine Materialeinsparung erreicht und es können die Kosten des Kugelgelenkes bei seiner Herstellung gesenkt werden .Analogously, it is also possible that limn-shaped elevations are present at least in sections at the outer surface of the housing corresponding to the second section of the sealing bellows. Seal bellows for ball joints are usually equipped with a bulbous contour. In order to keep the geometric dimensions of the sealing bellows in total limited, it is proposed that the second portion of the sealing bellows adjoins directly to the first portion of the sealing bellows. This avoids complex transitions between the sections of the sealing bellows. The sealing bellows can be made very compact and according to the requirements placed on it. Thus, a material saving is also achieved and it can be reduced the cost of the ball joint in its manufacture.
Um möglichst große Winkelausschläge des Kugelzapfens relativ zum Gehäuse erreichen zu können, geht eine Weiterbildung der Erfindung dahin, dass der zweite Abschnitt des Dichtungsbalges sich in Richtung der Längsachse des Gehäuses betrachtet entlang eines wesentlichen Teils der Außenoberfläche des Gehäuses erstreckt. Durch diese relativ lange Erstreckung des zweiten Abschnittes des Dichtungsbalges an der Außenoberfläche des Gehäuses wird ausreichend Material zur Verfügung gestellt, um die eingangs erwähnten großen Winkelausschläge umsetzen zu können, ohne dass Beschädigungen am Dichtungsbalg entstehen.In order to achieve the largest possible angular deflections of the ball pin relative to the housing, a development of the invention is that the second portion of the sealing bellows extends in the direction of the longitudinal axis of the housing along a substantial part of the outer surface of the housing. By this relatively long extension of the second portion of the sealing bellows on the outer surface of the housing sufficient material is provided to implement the above-mentioned large angular deflections, without causing damage to the bellows.
Eine konkrete Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, dass der zweite Abschnitt des Dichtungsbalges sich in Richtung der Längsachse des Gehäuses betrachtet über wenigstens 2/3 des Gehäuses, entlang der Außenoberfläche des Gehäuses erstreckt. Mit einer derartigen Ausführung ist die Möglichkeit gegeben, die zuvor erwähnten Winkelausschläge umzusetzen.A concrete embodiment of this development of the invention is to be seen in that the second portion of the sealing bellows extends in the direction of the longitudinal axis of the housing viewed over at least 2/3 of the housing, along the outer surface of the housing. With such an embodiment, the possibility exists to implement the aforementioned angular deflections.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Das gezeigte Ausführungsbeispiel stellt keine Einschränkung auf die dargestellte Variante dar, sondern dient lediglich der Erläuterung des Prinzips der Erfindung. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, ist in der Figur nur eine stark vereinfachte Pπnzipdarstellung gezeigt, bei der auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment shown is not a restriction to the illustrated variant, but merely serves to explain the principle of the invention. In order to be able to illustrate the mode of operation according to the invention, only a greatly simplified pin diagram is shown in the figure, in which the components which are not essential to the invention have been dispensed with. However, this does not mean that such components are not present in a solution according to the invention. Show it:
Figur 1: eine perspektivische Ansicht eines Kugelgelenkes in einemFigure 1: a perspective view of a ball joint in one
Teilschnitt und Figur 2 : eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung des zweitenPartial section and Figure 2: a fragmentary enlarged view of the second
Abschnittes des Dichtungsbalges.Section of the sealing bellows.
Das in der Figur 1 gezeigte Kugelgelenk weist ein Gehäuse 1 auf. In dem Gehäuse 1 ist ein Kugelzapfen 2 drehbar und schwenkbar gelagert. Zur Verbesserung der Lagerungseigenschaften verfügt das Kugelgelenk nach der Darstellung über eine Lagerschale 12, die mit ihrer Innenmantelfläche die Gelenkkugel des Kugelzapfens 2 aufnimmt und mit ihrer Außenmantelfläche unmittelbar in das Gehäuse 1 des Kugelgelenkes eingesetzt ist. Das Kugelgelenk weist ferner einen Dichtungsbalg 3 auf, der mit einem ersten Dichtungsbalgrand 4 unmittelbar an dem zapfenförmigen Abschnitt des Kugelzapfens 2 dichtend anliegt. Auf der diesem erstenThe ball joint shown in FIG. 1 has a housing 1. In the housing 1, a ball stud 2 is rotatably and pivotally mounted. To improve the storage properties of the ball joint has according to the presentation of a bearing shell 12 which receives with its inner circumferential surface, the ball joint of the ball stud 2 and is used with its outer circumferential surface directly into the housing 1 of the ball joint. The ball joint further comprises a sealing bellows 3 which bears sealingly against a first sealing bellows edge 4 directly on the journal-shaped section of the ball stud 2. On this first one
Dichtungsbalgrand 4 gegenüberliegenden Seite weist der Dichtungsbalg 3 einen zweiten Dichtungsbalgrand 5 auf, der unter Bildung einer Abdichtung in eine korrespondierende nutförmige Ausnehmung in dem Gehäuse 1 eingesetzt ist und durch einen nicht näher bezeichneten Spannring an dem Gehäuse 1 fixiert wird. Der erste Dichtungsbalgrand 4 ist ebenfalls mittels eines Spannringes an dem Kugelzapfen 2 festgelegt. Der insgesamt einteilig ausgeführt Dichtungsbalg 3 weist zwei in ihrer Geometrie voneinander abweichende Abschnitte 6 und 7 auf. Im unteren, dem zapfenförmigen Teil des Kugelzapfens 2 zugeordneten Bereich verfügt der Dichtungsbalg 3 über den ersten Abschnitt 6, der vorliegend eine bauchige Kontur aufweist. Unmittelbar daran anschließend geht der erste Abschnitt 6 des Dichtungsbalges 3 in einen zweiten Abschnitt 7 über, welcher sich entlang der Außenoberfläche des Gehäuses 1 anliegend erstreckt. Aus der Darstellung in Figur 1 ist ferner ersichtlich, dass die axiale Erstreckung des zweiten Abschnittes 7 des Dichtungsbalges 3 über einen wesentlichen Teil des Gehäuses 1 erfolgt . Soweit hier von axialer Erstreckung die Rede ist, ist damit stets die Richtung der Bauteile in Richtung der Längsachse 9 des Gehäuses 1 gemeint. Diese Längsachse 9 fällt bei der Darstellung in Figur 1 mit der Längsmittenachse des nicht ausgelenkten Kugelzapfens 2 zusammen. Im Übergangsbereich zwischen dem zapfenförmigen Abschnitt und der Gelenkkugel des Kugelzapfens 2 verfügt dieser über einen Kugelzapfenhals 13, welcher im Querschnitt geringfügig gegenüber dem zapfenförmigen Abschnitt des Kugelzapfens 2 verringert ist und hier einen leicht konischen Verlauf aufweist.Dichtungsbalgrand 4 opposite side, the sealing bellows 3 a second sealing bellows edge 5, which is used to form a seal in a corresponding groove-shaped recess in the housing 1 and is fixed by a non-descript clamping ring on the housing 1. The first sealing bellows edge 4 is also fixed by means of a clamping ring on the ball stud 2. The sealing bellows 3, which is made in one piece as a whole, has two sections 6 and 7 deviating from each other in their geometry. In the lower, the pin-shaped part of the ball pin 2 associated region of the sealing bellows 3 has the first portion 6, which in the present case has a bulbous contour. Immediately thereafter, the first portion 6 of the sealing bellows 3 merges into a second portion 7, which extends along the outer surface of the housing 1 adjacent. From the illustration in Figure 1 is further seen that the axial extent of the second portion 7 of the sealing bellows 3 takes place over a substantial part of the housing 1. As far as axial extent is mentioned here, the direction of the components in the direction of the longitudinal axis 9 of the housing 1 is always meant. This longitudinal axis 9 coincides in the illustration in Figure 1 with the longitudinal center axis of the undeflected ball pin 2. In the transition region between the pin-shaped portion and the ball joint of the ball stud 2 this has a ball neck neck 13, which in cross-section slightly opposite to is reduced peg-shaped portion of the ball stud 2 and here has a slightly conical shape.
Die erfindungsgemäße Besonderheit geht deutlicher aus der vergrößerten Detaildarstellung in Figur 2 hervor. Diese Detaildarstellung zeigt ausschnittsweise den Bereich des zweiten Abschnittes 7 des Dichtungsbalges 3 im Übergang vom ersten Abschnitt 6 des Dichtungsbalges 3. Der Dichtungsbalg 3 weist hierbei eine Innenoberfläche 10 auf, welche mit einer Vielzahl nockenartiger Erhebungen 11 versehen ist. Diese nockenartigen Erhebungen 11 kontaktieren unmittelbar mit ihrer höchsten Erhebung die Außenoberfläche 8 des Gehäuses 1. Durch diese Kontaktpaarung weisen die nockenartigen Erhebungen 11 jeweils eine punktuelle Berührung mit der Außenoberfläche 8 des Gehäuses 1 auf, sodass sich nur eine sehr kleine Oberfläche in unmittelbarem Kontakt befindet. Damit wird ein Anhaften des zweiten Abschnittes 7 des Dichtungsbalges 3 vermieden, auch wenn in dem Dichtungsbalg 3 zur Schmierung der inneren Gelenkbauteile ein Schmierfett zum Einsatz kommt. Der auf diese Weise erreichbare, große Winkelausschlag des Kugelzapfens 2 innerhalb des Gehäuses 1 ist möglich, ohne dass über die Lebensdauer des Kugelgelenkes hinweg betrachtet Beschädigungen am Dichtungsbalg 3 zu befürchten sind. The special feature according to the invention is clearer from the enlarged detailed representation in FIG. This detailed representation shows a section of the area of the second section 7 of the sealing bellows 3 in the transition from the first section 6 of the sealing bellows 3. The sealing bellows 3 in this case has an inner surface 10 which is provided with a plurality of cam-like elevations 11. These cam-like projections 11 contact directly with their highest elevation, the outer surface 8 of the housing 1. By this contact pair, the cam-like elevations 11 each have a point contact with the outer surface 8 of the housing 1, so that only a very small surface is in direct contact. In order for an adhesion of the second portion 7 of the sealing bellows 3 is avoided, even if a lubricating grease is used in the sealing bellows 3 for lubricating the inner joint components. The achievable in this way, large angular deflection of the ball stud 2 within the housing 1 is possible, without considered over the life of the ball joint away from damage to the bellows 3 are to be feared.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gehäuse1 housing
2 Kugelzapfen2 ball studs
3 Dichtungsbalg3 sealing bellows
4 erster Dichtungsbalgrand4 first sealing bellows edge
5 zweiter Dichtungsbalgrand5 second sealing bellows edge
6 erster Abschnitt des Dichtungsbalges6 first section of the sealing bellows
7 zweiter Abschnitt des Dichtungsbalges7 second section of the sealing bellows
8 Außenoberfläche des Gehäuses8 outer surface of the housing
9 Längsachse9 longitudinal axis
10 Innenoberfläche des Dichtungsbalges10 inner surface of the sealing bellows
11 Erhebungen11 surveys
12 Lagerschale12 bearing shell
13 Kugelzapfenhals 13 ball stud neck

Claims

Patentansprüche claims
1. Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse (1) und einem in dem Gehäuse (1) dreh- und schwenkbar gelagerten Kugelzapfen (2) sowie einem Dichtungsbalg (3) , der mit einem ersten1. ball joint for a motor vehicle with a housing (1) and in the housing (1) rotatably and pivotally mounted ball pin (2) and a sealing bellows (3) having a first
Dichtungsbalgrand (4) an dem Kugelzapfen (2) und mit einem zweiten Dichtungsbalgrand (5) an dem Gehäuse (1) dichtend anliegt, wobei der einteilige Dichtungsbalg (3) zwischen seinen Dichtungsbalgrändern (4, 5) zumindest zwei Abschnitte (6, 7) unterschiedlicher Geometrie aufweist, von denen ein erster Abschnitt (6) eine bauchige Kontur bildet und ein zweiter AbschnittSealing bellows edge (4) on the ball stud (2) and with a second sealing bellows edge (5) sealingly against the housing (1), wherein the one-piece sealing bellows (3) between its Dichtungsbalgrändern (4, 5) at least two sections (6, 7) having different geometry, of which a first portion (6) forms a bulbous contour and a second portion
(7) eine Erstreckung entlang der Außenoberfläche (8) und in Richtung der Längsachse (9) des Gehäuses (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche (10) des zweiten Abschnittes (7) des Dichtungsbalges (3) und/oder die hierzu korrespondierende Außenoberfläche (8) des Gehäuses (1) eine Oberflächengeometrie mit wechselnder Verlaufsrichtung aufweist.(7) has an extension along the outer surface (8) and in the direction of the longitudinal axis (9) of the housing (1), characterized in that the inner surface (10) of the second portion (7) of the sealing bellows (3) and / or For this purpose corresponding outer surface (8) of the housing (1) has a surface geometry with alternating course direction.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselnde Verlaufsrichtung eine Wellenkontur bildet.2. Ball joint according to claim 1, characterized in that the alternating course direction forms a wave contour.
3. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (7) des Dichtungsbalges (3) an seiner Innenoberfläche (10) nockenartige Erhebungen (11) aufweist. 3. Ball joint according to claim 1, characterized in that the second portion (7) of the sealing bellows (3) on its inner surface (10) has cam-like elevations (11).
4. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der zu dem zweiten Abschnitt (7) des Dichtungsbalges (3) korrespondierenden Außenoberfläche (8) des Gehäuses (1) nockenartige Erhebungen (11) vorhanden sind.4. Ball joint according to claim 1, characterized in that at the to the second portion (7) of the sealing bellows (3) corresponding outer surface (8) of the housing (1) cam-like projections (11) are present.
5. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (7) des Dichtungsbalges (3) an seiner Innenoberfläche (10) zumindest abschnittsweise linienförmige Erhebungen (11) aufweist.5. Ball joint according to claim 1, characterized in that the second portion (7) of the sealing bellows (3) on its inner surface (10) at least partially line-shaped elevations (11).
6. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der zu dem zweiten Abschnitt (7) des Dichtungsbalges (3) korrespondierenden Außenoberfläche (8) des Gehäuses (1) zumindest abschnittsweise linienförmige Erhebungen (11) vorhanden sind.6. Ball joint according to claim 1, characterized in that on the second section (7) of the sealing bellows (3) corresponding outer surface (8) of the housing (1) at least partially line-shaped elevations (11) are present.
7. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (7) des Dichtungsbalges (3) sich unmittelbar an den ersten Abschnitt (6) des Dichtungsbalges (3) anschließend ausgeführt ist.7. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the second portion (7) of the sealing bellows (3) is carried out immediately adjacent to the first portion (6) of the sealing bellows (3).
8. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (7) des Dichtungsbalges (3) sich in Richtung der Längsachse (9) des Gehäuses (1) betrachtet entlang eines wesentlichen Teils der Außenoberfläche (8) des Gehäuses (1) erstreckt.8. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the second portion (7) of the sealing bellows (3) in the direction of the longitudinal axis (9) of the housing (1) viewed along a substantial part of the outer surface (8) of the housing (1) extends.
9. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (7) des Dichtungsbalges (3) sich in Richtung der Längsachse (9) des Gehäuses (1) betrachtet über zwei Drittel des Gehäuses (1) entlang der Außenoberfläche (8) des Gehäuses (1) erstreckt. 9. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the second portion (7) of the sealing bellows (3) in the direction of the longitudinal axis (9) of the housing (1) viewed over two-thirds of the housing (1) along the outer surface (8) of the housing (1).
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