JP2008524531A - 有利には車両における使用のためのボールジョイント - Google Patents

Abstract

有利には車両における使用、特に自動車のシャーシの範囲における使用のためのボールジョイントであって、ジョイント開口を有するボールジョイントハウジングと、該ボールジョイントハウジング内に配置された、前記ジョイント開口を通って延びる、軸部を有するボールスタッドと、該ボールスタッドの軸部に配置された、半径方向に延びるフランジを有する支持リングと、シールエレメントとが設けられており、該シールエレメントが、前記支持リングと、隣接した構成部分との間に配置されている形式のボールジョイントを改良して、ボールスタッドの範囲における腐食現象により不都合な影響が与えられることなしに、ボールジョイントの機能性が比較的長い時間にわたり維持されるようなボールジョイントを提供する。
このために本発明によれば、支持リング（５）に設けられたフランジ（１３）に、かつ／または該フランジ（１３）と支持リング（５）の軸方向の延在範囲（１２）との間の結合部を形成するフランジ移行範囲（１４）に、支持リング（５）に材料接続的に結合されかつ少なくとも１つのシールセグメント（１６）を備えたプロファイルボディ（１５）が配置されており、該プロファイルボディ（１５）が、少なくとも１つのプロファイル区分でシールセグメント（１６）を介してボールスタッド（１）の軸部（１０）および／または接続構成部分（１１）に接触している。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式のボールジョイント、つまり有利には車両における使用、特に自動車のシャーシの範囲における使用のためのボールジョイントであって、ジョイント開口を有するボールジョイントハウジングと、該ボールジョイントハウジング内に配置された、前記ジョイント開口を通って延びる、軸部を有するボールスタッドと、該ボールスタッドの軸部に配置された、半径方向に延びるフランジを有する支持リングと、シールエレメントとが設けられており、該シールエレメントが、前記支持リングと、隣接した構成部分との間に配置されている形式のボールジョイントに関する。

ボールジョイントでは、ジョイント部分相互の相対運動を機能制限なしに当該ボールジョイントタイプのための少なくとも所定の使用時間にわたって保証することが常に必要となる。この場合、外部の影響因子に対する十分なシール、特に異物や湿分の侵入に対する十分なシールが与えられていなければならない。このためには、ボールジョイントのボールスタッドに配置された支持リングが使用される。この支持リングには、シールベローズのスタッド側のシールラビリンスが密に固定され得る。

これに関連して、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７０５８４７号明細書に基づき、自動車に用いられるボールジョイントが公知である。この公知のボールジョイントはボールジョイントのハウジングと、ジョイントボールを有するボールスタッドとの間に、弾性変形可能な材料から成るシールブーツ（Dichtungsmanschette）を有している。このシールブーツの支承面とボールスタッドとの間には、ボールスタッドに付着配置された支持リングが挿入されており、この支持リングはシールブーツの支承面と形状接続的に、つまり嵌合により、係合している。

支持リングの範囲におけるシールは上記解決手段の場合、支持リングが弾性材料から成る被覆体を備えていることにより行われる。

さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３００６７８号明細書に基づき公知のボールジョイントは、主としてボールスタッドと、ボールスタッドのヘッドを保持するためのボールソケットと、ボールスタッドとボールソケットとの間に嵌め込まれた軸受けとから成っている。さらに、このボールジョイントは保持リングを有しており、この保持リングは、ボールスタッドの軸部（Schaft）の外周面に取り付けられた円筒状の部分と、フランジとを有しており、このフランジは保持リングの円筒状の部分の端部から突出していて、スリーブに設けられた固定用隆起部と密に接触する。

この公知手段の枠内では、保持リングがボールスタッドの軸部に取り付けられている範囲が、シール剤で充填されており、このシール剤はこの範囲に設けられた切欠き内に液体として侵入する。

本発明の根底を成す課題は、このような形式のボールジョイントを改良して、ボールスタッドの範囲における腐食現象により不都合な影響が与えられることなしに、ボールジョイントの機能性がジョイントの具体的な構造とは無関係に比較的長い時間にわたり維持されるようなボールジョイントを提供することである。

この課題は本発明によれば、冒頭で述べた形式のボールジョイントにおいて、支持リングに設けられたフランジに、かつ／または該フランジと支持リングの軸方向の延在範囲との間の結合部を形成するフランジ移行範囲に、支持リングに材料接続的に結合されかつ少なくとも１つのシールセグメントを備えた異形成形体、つまりプロファイルボディ（Profilkoerper）が配置されており、該プロファイルボディの少なくとも１つのプロファイル区分が、シールセグメントを介してボールスタッドの軸部および／または接続構成部分に接触していることにより解決される。

本発明によれば、次のような利点が得られる。すなわち、フランジもしくはフランジ移行範囲とシ―ルセグメントとの互いに相対的な規定された位置決めおよび少なくとも１つのシールセグメントの、使用事例に調和された特性を基礎として、信頼性の良いシール作用が得られる。

ボールスタッド寄りの範囲において選択的に必要となる高いシール作用を実現するために、本発明の構成では、フランジ移行範囲とプロファイルボディとの間に材料接続的な結合が形成される。プロファイルボディはこの場合、その１つまたは複数のプロファイル区分において、少なくとも１つのシールセグメントを介してボールスタッドの軸部および／または接続構成部分に接触している。

支持リングのフランジに沿った規定のシール特性の変換形では、プロファイルボディが支持リングのフランジとフランジ移行範囲とに材料接続的に結合されていて、複数のシールセグメントを介してボールスタッドの軸部および／または接続構成部分に接触していてよい。

本発明のさらに別の有利な構成では、プロファイルボディが、隣接し合う複数のシールセグメントを互いに結合するベースウェブを有している。このベースウェブを用いて、ボールジョイントの組立時におけるシールセグメントの変位特性に、ベースウェブからシールセグメントへの移行ゾーンの設計に関連してかつベースウェブの厚さの関数として意図的に影響を与えることができる。

有利には加硫、接着またはその他の適当な付着結合によってプロファイルボディと支持リングのフランジおよび／またはフランジ移行範囲との耐久性の良い結合を行うことができる。

本発明のさらに別の有利な構成では、支持リングのフランジが、プロファイルボディのシール作用を増幅させる少なくとも１つの加工成形部（Ausformung）を有している。

また、支持リングのフランジに設けられた、接続構成部分に向けられた隣接し合う複数の加工成形部の間に、プロファイルボディの１つのシールセグメントを配置することも可能である。

これに対して択一的にまたは補足的に、支持リングのフランジに設けられた、接続構成部分に向けられた複数の加工成形部が、プロファイルボディの１つのシールセグメントを支持していることも本発明の枠内にある。

上に挙げた両手段が組み合わされて使用されて、加工成形部ならびにこれらの加工成形部の間の間隙もシールセグメントを支持していると、極めて効果的でかつ十分に冗長的なシールシステムが形成される。

支持リングのフランジまたはフランジ移行範囲に材料接続的に結合されたプロファイルボディは、エラストマまたは熱可塑性のエラストマ（ＴＰＥ）から成っていると有利である。さらに、このためには硬質フォーム、たとえばプリウレタン（ＰＵ）フォームも、特にボールジョイントの具体的な使用領域に応じて適している。

本発明の対象はさらに、前記ボールジョイントが、有利には自動車のシャーシのコンポーネントの内外で使用される自動車に関する。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１は、支持リングの一部とプロファイルボディとの本発明による結合部を備えた、ボールジョイントとして形成されたジョイント結合部の概略図であり、
図２は、図１の「Ｘ」で示した部分を、プロファイルボディが組み込まれた状態、つまりプロファイルボディがプリロードをかけられた状態で示す拡大図であり、
図３〜図５は、図２に示したプロファイルボディに対する種々の変化実施例を示す、図１の「Ｘ」で示した部分の拡大図である。

図１に概略的に図示したジョイント結合部は、当業者にとって自体公知のボールジョイントである。したがって、ボールジョイントの構造の描写は極めて重要な構成要素に限定されている。

このボールジョイントは主としてボールスタッド１と、ボールシートとして働く支承シェル２と、ハウジング３とを有しており、ハウジング３はボールスタッド１と支承シェル２とを少なくとも部分的に取り囲んでいる。ハウジング３からボールスタッド１への移行範囲におけるボールジョイントのシールはシールベローズ４により行われる。このシールベローズ４は支持リング５と円形緊締リング６と扁平緊締リング７とによってシール位置に保持され、そしてハウジング３に対するボールスタッド１の相対位置変化を可能にする。

ハウジング３は２つの部分から形成されている。すなわち、ハウジング３はハウジングベースボディ８と閉鎖カバー９とを有しており、この閉鎖カバー９はハウジングベースボディ８内へのボールスタッド１の挿入後にハウジング３を、ボールスタッド１とは反対の側で閉鎖する。

ボールスタッド１は円錐状に延びる軸部１０を有している。この軸部１０は摩擦接続的に接続構成部分１１に結合されていて、支持リング５を支持している。この支持リング５は、ボールスタッド１の軸部１０に接触した軸方向の延在範囲１２と、この軸方向の延在範囲１２に対して角度を成して延びるフランジ１３と、延在範囲１２とフランジ１３とを結合するフランジ移行範囲１４とから形成されている。

フランジ移行範囲１４とフランジ１３とには、エラストマから成る、複数の異形成形区分もしくはプロファイル区分から構成された異形成形体もしくはプロファイルボディ１５が加硫により結合されている。このプロファイルボディ１５はシールセグメント１６とベースウェブ１７とを有していて、シールセグメント１６を介して接続構成部分１１に密に接触している。これに対して択一的にまたは補足的に、シールセグメント１６はボールスタッド１の軸部１０に接触していてもよい。

プロファイルボディ１５のシール作用を増幅させるためには、支持リング５のフランジ１３にボールスタッド寄りの加工成形部１８が設けられている。この加工成形部１８には、シールセグメント１６が載置されている。このことは特に図２から判る。

図示の実施例では、シールセグメント１６とベースウェブ１７とから形成されたプロファイルボディ１５と、支持リング５の当該フランジ区分との確実な結合が与えられており、このような結合を基礎としてシールセグメント１６の信頼性の良いボールスタッド寄りのシール機能が達成される。

図３に示した、支持リング５のフランジ１３と接続構成部分１１との間のシール状況では、プロファイルボディ１５が２つのシールセグメント１６を有している。両シールセグメント１６はベースウェブ１７により互いに結合されている。支持リング５のフランジ１３には、ボールスタッド寄りの加工成形部１８に対して間隔を置いて別の加工成形部１９が設けられている。加工成形部１８，１９にはそれぞれ１つのシールセグメント１６が対応しているので、これによって、与えられた冗長性に基づいて特に信頼性の良いシールを提供することができる。

さらに、支持リング５のフランジ１３の範囲におけるシールを、図４に示したように両加工成形部１８，１９の間の範囲で支持リング５のフランジ１３に結合されている１つのシールセグメント１６によって実現することも可能である。

また、図５に示したように、シールセグメント１６とベースウェブ１７とを同化させることもできる。この場合、プロファイルボディ１５は層に類似した形に形成されていて、そのプロファイリング部をほぼフランジ１３またはフランジ移行範囲１４に設けられた１つまたは複数の加工成形部１８，１９にわたって得る。

たとえば図２〜図５に示したようなプロファイルボディ１５の具体的なデザインとは無関係に、フランジ移行範囲１４自体がシール機能にとって重要となる加工成形部１８として形成されていてよい。これにより、場合によっては支持リング５のフランジ１３の範囲における別の加工成形部を不要にすることができる。

本発明により提供された、支持リングと１つまたは複数のプロファイルボディとの永続的な結合および各プロファイルボディの構成要素としての適当なシールセグメントの選択に帰因する解決手段（ただし上記実施例に限定されるものではない）を用いて、シールベローズと支持リングとプロファイルボディと接続構成部分との間の極めて信頼性の良くかつ耐久性の良いシールが達成される。

支持リングの一部とプロファイルボディとの本発明による結合部を備えた、ボールジョイントとして形成されたジョイント結合部の概略図である。 図１の「Ｘ」で示した部分を、プロファイルボディが組み込まれた状態、つまりプロファイルボディがプリロードをかけられた状態で示す拡大図である。 図２に示したプロファイルボディに対する変化実施例を示す、図１の「Ｘ」で示した部分の拡大図である。 図２に示したプロファイルボディに対する別の変化実施例を示す、図１の「Ｘ」で示した部分の拡大図である。 図２に示したプロファイルボディに対するさらに別の変化実施例を示す、図１の「Ｘ」で示した部分の拡大図である。

符号の説明

１ ボールスタッド
２ 支承シェル
３ ハウジング
４ シールベローズ
５ 支持リング
６ 円形緊締リング
７ 扁平緊締リング
８ ハウジングベースボディ
９ 閉鎖カバー
１０ 軸部
１１ 接続構成部分
１２ 軸方向の延在範囲
１３ フランジ
１４ フランジ移行範囲
１５ プロファイルボディ
１６ シールセグメント
１７ ベースウェブ
１８ ボールスタッド寄りの加工成形部
１９ 別の加工成形部

Claims (10)

1. 有利には車両における使用、特に自動車のシャーシの範囲における使用のためのボールジョイントであって、ジョイント開口を有するボールジョイントハウジングと、該ボールジョイントハウジング内に配置された、前記ジョイント開口を通って延びる、軸部を有するボールスタッドと、該ボールスタッドの軸部に配置された、半径方向に延びるフランジを有する支持リングと、シールエレメントとが設けられており、該シールエレメントが、前記支持リングと、隣接した構成部分との間に配置されている形式のものにおいて、支持リング（５）に設けられたフランジ（１３）に、かつ／または該フランジ（１３）と支持リング（５）の軸方向の延在範囲（１２）との間の結合部を形成するフランジ移行範囲（１４）に、支持リング（５）に材料接続的に結合されかつ少なくとも１つのシールセグメント（１６）を備えたプロファイルボディ（１５）が配置されており、該プロファイルボディ（１５）が、少なくとも１つのプロファイル区分でシールセグメント（１６）を介してボールスタッド（１）の軸部（１０）および／または接続構成部分（１１）に接触していることを特徴とするボ―ルジョイント。
2. フランジ移行範囲（１４）とプロファイルボディ（１５）との間に材料接続的な結合が形成されており、プロファイルボディ（１５）の所定のプロファイル区分が、少なくとも１つのシールセグメント（１６）を介してボールスタッド（１）の軸部（１０）および／または接続構成部分（１１）に接触している、請求項１記載のボールジョイント。
3. プロファイルボディ（１５）が、支持リング（５）のフランジ（１３）とフランジ移行範囲（１４）とに材料接続的に結合されていて、シールセグメント（１６)を介してボールスタッド（１）の軸部（１０）および／または接続構成部分（１１）に接触している、請求項１記載のボールジョイント。
4. プロファイルボディ（１５）が、隣接し合うシールセグメント（１６）を結合するベースウェブ（１７）を有している、請求項２または３記載のボールジョイント。
5. プロファイルボディ（１５）が、加硫、接着またはその他の付着結合によって支持リング（５）のフランジ（１３）および／またはフランジ移行範囲（１４）に結合されている、請求項１記載のボールジョイント。
6. 支持リング（５）のフランジ（１３）が、プロファイルボディ（１５）のシール作用を増幅させる少なくとも１つの加工成形部（１８，１９）を有している、請求項１記載のボールジョイント。
7. 支持リング（５）のフランジ（１３）に設けられた、接続構成部分（１１）に向けられた隣接し合う加工成形部（１８，１９）の間に、プロファイルボディ（１５）の１つのシールセグメント（１６）が収容されている、請求項６記載のボールジョイント。
8. 支持リング（５）のフランジ（１３）に設けられた、接続構成部分（１１）に向けられた加工成形部（１８，１９）が、プロファイルボディ（１５）の１つのシールセグメント（１６）を支持している、請求項６記載のボールジョイント。
9. プロファイルボディ（１５）が、エラストマ、熱可塑性のエラストマ（ＴＰＥ）または硬質フォーム、場合によってはＰＵフォームから成っている、請求項１記載のボールジョイント。
10. ボールジョイントを有するシャーシコンポーネントを備えた自動車において、ボールジョイントが、請求項１から９までのいずれか１項記載のボールジョイントにより形成されていることを特徴とする自動車。

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