WO2006084558A1 - Ball joint and method for the production thereof - Google Patents

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WO2006084558A1
WO2006084558A1 PCT/EP2006/000493 EP2006000493W WO2006084558A1 WO 2006084558 A1 WO2006084558 A1 WO 2006084558A1 EP 2006000493 W EP2006000493 W EP 2006000493W WO 2006084558 A1 WO2006084558 A1 WO 2006084558A1
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housing
joint
ball
ball joint
bearing surface
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PCT/EP2006/000493
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Inventor
Richard Lloyd
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Daimlerchrysler Ag
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    • 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
    • F16C11/0685—Manufacture of ball-joints and parts thereof, e.g. assembly of ball-joints
    • F16C11/069—Manufacture of ball-joints and parts thereof, e.g. assembly of ball-joints with at least one separate part to retain the ball member in the socket; Quick-release systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623—Construction or details of the socket member
    • F16C11/0628—Construction or details of the socket member with linings
    • F16C11/0633—Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics
    • F16C11/0638—Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics characterised by geometrical details

Definitions

  • the invention relates to a ball joint according to the preamble of claim 1 and a method for its production according to the preamble of claim. 6
  • a generic ball joint or a generic method is known from DE 44 19 954 C2.
  • the ball joint described therein includes a joint ball, which is integrally connected to a radially projecting from her pivot pin.
  • the ball joint further includes a joint housing, which consists of a housing pot and a locking ring.
  • the joint ball is added, wherein it is rotatably mounted and deflected on the provided in the housing pot with spherical bearing surfaces bearing shells.
  • the closure ring is placed after the introduction of the bearing shells and the ball joint in the housing pot on the opening edge of the housing pot and secured thereto by crimping the pot edge.
  • the invention is based on the object of developing a generic ball joint to the effect that a minimization of the tolerance variations of the friction moments generated in the joint is achieved. Furthermore, a method for producing such a ball joint is to be specified.
  • a bearing surface is formed by a spherically formed portion of the inside of the housing, at least one bearing shell is eliminated, so that the manufacturing tolerances of the ball joint assembly can be reduced by the resulting reduction of the component diversity.
  • the manufacturing tolerances caused by fluctuations in the friction moments generated in the ball joint decrease, which significantly increases the quality of the ball joint in function and durability.
  • the life of the ball joint is better determinable, whereby the ball joints can be replaced or repaired in a simple manner after a certain period of operation without further investigation.
  • the production can be carried out in a simple manner, for example, so that the at least one spherical bearing surface is formed during the production of the housing pot.
  • This can be formed, for example, in an injection molding, die casting or chill casting process.
  • the bearing surfaces can be formed highly precisely in the desired manner in accordance with the high achievable quality of the counterform of the casting process.
  • the closure ring carries on its side facing the ball joint a bearing surface which is rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the pivot pin.
  • the bearing surface is formed by a layer of a low-friction material, which on the housing wall is applied.
  • the housing pot can be made of a cheaper material, since he no longer meets the high demands on the bearing surface in terms of tribological properties must meet.
  • the housing pot must satisfy only stability and stiffness requirements.
  • the layer can be designed solely for low friction.
  • greater tolerances can be allowed, which simplifies the production and makes cheaper, since the applied layer can compensate for the tolerances.
  • the coating is carried out by injection of plastic, after which the forming surface is machined to form a spherical bearing surface.
  • plastic instead of plastic, other similar load-bearing materials can be used. This procedure facilitates the production of the bearing surfaces, since in the formation of the layer no contours must be formed, which can be dispensed with costly coating techniques and controls.
  • the final design of the bearing surface is accomplished by a separate operation, which connects directly to the local coating of the housing wall.
  • the mechanical processing can be done by machining, but it is also j edoch rolling or pressing techniques conceivable that make the non-machining the desired spherical contour of the bearing surface.
  • the housing in the area of Storage area a recess on.
  • the formation of a recess in the housing wall can be seen only in connection with the production of the bearing surface by coating, wherein the recess is advantageously filled during coating, so that the resulting layer finds a permanent positive fit on the housing pot.
  • the invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
  • the figure shows an exploded view of an inventive ball joint with trained by a coating bearing surfaces.
  • a ball joint 1 which includes a joint ball 2 and a pivot pin 3, which protrudes radially from the joint ball 2.
  • the ball joint 1 further includes a joint housing 4, which in turn is composed of a housing pot 5 and a locking ring 6.
  • the closure ring 6, whose opening 7 is so large that the pivot pin 3 can penetrate this completely, is formed by a flat part 8 and a protruding on the underside 9, nozzle-shaped extension 10.
  • the flat part 8 and the extension 10 both form together the central opening 7 of the closure ring 6.
  • the extension 10 has on the inside a portion 11 of the inside of the housing, which is spherical and serves as an upper bearing surface for the joint ball 2.
  • the bearing surface which is supported by the joint ball 2 facing side 12 of the extension 10 is rotationally symmetrical to the longitudinal axis 13 of the pivot pin 3 is formed.
  • the bearing surface is formed in the present embodiment by a layer 14 of a low-friction material, which is applied to the housing wall 15, part of which is the extension 10.
  • Another section of the inside of the housing forms the housing bottom 16, which corresponds to the bottom of the housing pot 5.
  • the housing bottom 16 carries a lower bearing surface 17 for the joint ball 2, wherein the bearing surface 17 is also formed as the portion 11 rotationally symmetrical to the longitudinal axis 13 of the pivot pin 3.
  • the lower bearing surface 17 is also spherically contoured and is formed in the present embodiment by a layer 18 which is low in friction and which is applied to the walls of the housing pot 5, which are part of the housing 15.
  • a circumferential recess 19 into which a likewise circumferential bead 20 of the layer 18 engages positively and completely fills them.
  • the coating of the extension 10 of the closure ring 6 and the housing wall 15 with respect to the housing pot 5, in particular of the housing bottom 16 by first plastic is injected in a simple manner.
  • the thereby forming layers 14 and 18 are then mechanically machined and machined, whereby from the initially uneven to even surface of the layers 14 and 18, the spherical bearing surfaces 11 and 17 are formed.
  • the joint ball 2 is inserted into the interior 21 of the housing pot 5, so that the pivot pin 3 protrudes from this.
  • the locking ring 6 is pushed over the pivot pin 3, which thus protrudes through the opening 7 of the closure ring 6, and placed with the flat part 8 on the housing pot 5.
  • the edge 22 of the housing pot 5 on the inside a circumferential groove 23, in the flat part 8 is embedded.
  • the locking ring 6 is fixed to the housing pot 5 by its edge 22 is crimped inwardly, whereby the upper bearing surface 11 is easily pressed against the joint ball 12 while achieving a backlash.
  • the joint ball 2, which is already on the lower bearing surface 17 at this time, is now fixed in the interior 21 of the housing pot 5 of the joint housing 4, wherein it is mounted on the spherical, mutually separate bearing surfaces 11 and 17 twisted and deflectable.
  • the closure ring 6 can also be screwed into the housing pot 5.
  • the housing pot 5 and / or the closure ring 6 does not need to be replaced when an impermissible wear on the bearing surface occurs after a longer period of operation.
  • the screw is simply solved, after which to repair the wear-related damage of the bearing surfaces in a simple way resource-saving can be recoated so that they assume the original unused and non-worn shape.

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Abstract

The invention relates to a ball joint (1) and to a method for the production thereof. The ball joint is comprised of a joint ball (2), a joint pin (3) projecting therefrom, a joint housing (4) having a housing cup (5), inside of which the joint ball (2) is accommodated, and having a lock ring (6), which fixes the joint ball (2) in the interior (21) of the joint housing (4). The ball joint also has spherical bearing surfaces (11) and (17), which are separated from one another and on which the joint ball (2) is mounted in manner that enables it to rotate and be deflected. In order to minimize the tolerance vibrations of the friction torques generated in the joint (1), the invention provides that at least one bearing surface (11, 17) is formed by a spherically shaped section of the housing inner side.

Description

Kugelgelenk und ein Verfahren zu dessen Herstellung Ball joint and a method for its production
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 6.The invention relates to a ball joint according to the preamble of claim 1 and a method for its production according to the preamble of claim. 6
Ein gattungsgemäßes Kugelgelenk bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 44 19 954 C2 bekannt . Das dort beschriebene Kugelgelenk beinhaltet eine Gelenkkugel , die mit einem radial von ihr abragenden Gelenkzapfen einstückig verbunden ist . Das Kugelgelenk enthält des Weiteren ein Gelenkgehäuse, das aus einem Gehäusetopf und einem Verschlussring besteht . In dem Gehäusetopf ist die Gelenkkugel aufgenommen, wobei sie auf den in den Gehäusetopf eingesetzten mit sphärischen Lagerflächen versehenen Lagerschalen verdreh- und auslenkbar gelagert ist . Der Verschlussring wird nach dem Einbringen der Lagerschalen und der Gelenkkugel in den Gehäusetopf auf den Öffnungsrand des Gehäusetopfes aufgesetzt und an diesem durch Umbördeln des Topfrandes befestigt . Hierdurch wird durch den Verschlussring auf eine obere Lagerschale eine Anpresskraft ausgeübt , die für eine Spielfreiheit zwischen den Lagerschalen und der Gelenkkugel sorgt . Auf Grund der Vielzahl der genannten Bauteile des Zusammenbaus des Kugelgelenks, die j eweils fertigungstoleranzbehaftet sind, ergibt sich für den gesamten Zusammenbau ein relativ großer Toleranzbereich, der bei der Herstellung von mehreren Kugelgelenken zu einer erheblichen Schwankung der im Kugelgelenk erzeugten Reibmomente zwischen den einzelnen Kugelgelenken führt . Hierdurch kommt es zu größeren Qualitätsunterschieden bei der Herstellung von Kugelgelenken .A generic ball joint or a generic method is known from DE 44 19 954 C2. The ball joint described therein includes a joint ball, which is integrally connected to a radially projecting from her pivot pin. The ball joint further includes a joint housing, which consists of a housing pot and a locking ring. In the housing pot, the joint ball is added, wherein it is rotatably mounted and deflected on the provided in the housing pot with spherical bearing surfaces bearing shells. The closure ring is placed after the introduction of the bearing shells and the ball joint in the housing pot on the opening edge of the housing pot and secured thereto by crimping the pot edge. As a result, a contact force exerted by the locking ring on an upper bearing shell, which ensures a backlash between the bearing shells and the ball joint. Due to the large number of said components of the assembly of the ball joint, which in each case are subject to production tolerance, the result for the entire assembly is a relatively large tolerance range, which in the Producing several ball joints leads to a considerable variation of the friction moments generated in the ball joint between the individual ball joints. This results in greater quality differences in the manufacture of ball joints.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein gattungsgemäßes Kugelgelenk dahingehend weiterzubilden, dass eine Minimierung der Toleranzschwankungen der im Gelenk erzeugten Reibmomente erreicht wird. Des Weiteren soll ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kugelgelenks angegeben werden .The invention is based on the object of developing a generic ball joint to the effect that a minimization of the tolerance variations of the friction moments generated in the joint is achieved. Furthermore, a method for producing such a ball joint is to be specified.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 hinsichtlich des Kugelgelenks und durch die Merkmale des Patentanspruches 6 hinsichtlich des Verfahrens gelöst .The object is achieved by the features of claim 1 with respect to the ball joint and by the features of claim 6 with respect to the method.
In Folge dessen, dass erfindungsgemäß eine Lagerfläche durch einen sphärisch ausgebildeten Abschnitt der Gehäuseinnenseite gebildet ist , entfällt zumindest eine Lagerschale , so dass durch die dabei zu Stande kommende Reduzierung der Bauteilvielfalt auch die Fertigungstoleranzen des Kugelgelenkzusammenbaus verringert wird . Dies führt dazu, dass die fertigungstoleranzbedingten Schwankungen der im Kugelgelenk erzeugten Reibmomente abnehmen, was die Qualität des Kugelgelenks in Funktion und Haltbarkeit erheblich erhöht . In gleicher Weise ist die Lebensdauer des Kugelgelenks besser bestimmbar, wodurch die Kugelgelenke in einfacher Weise nach einer bestimmten Betriebsdauer ohne nähere Untersuchung ausgewechselt oder ausgebessert werden können. Neben der Vergleichmäßigung der Reibmomente der Kugelgelenke ist noch von Vorteil , dass die Montage des Kugelgelenks vereinfacht wird, da der Aufwand für den Handhabungs- und Befestigungsvorgang der Kugelschalen entfällt . Die Herstellung kann in einfacher Weise beispielsweise so erfolgen, dass die zumindest eine sphärische Lagerfläche bereits bei der Herstellung des Gehäusetopfes entsteht . Dieser kann zum Beispiel in einem Spritzguss- , Druckguss- oder Kokillengussverfahren ausgebildet werden. Die Lagerflächen sind dabei entsprechend der hohen erreichbaren Qualität der Gegenform des Gießverfahrens in gewünschter Weise hochexakt ausbildbar . Alternativ ist es auch denkbar, einen bereits hergestellten lagerflächenlosen Gehäusetopf an dem entsprechenden Abschnitt der Gehäuseinnenseite mechanisch, vorzugsweise durch CNC- Drehen, zu bearbeiten. Hierdurch wird dasAs a result of the fact that according to the invention a bearing surface is formed by a spherically formed portion of the inside of the housing, at least one bearing shell is eliminated, so that the manufacturing tolerances of the ball joint assembly can be reduced by the resulting reduction of the component diversity. As a result, the manufacturing tolerances caused by fluctuations in the friction moments generated in the ball joint decrease, which significantly increases the quality of the ball joint in function and durability. In the same way, the life of the ball joint is better determinable, whereby the ball joints can be replaced or repaired in a simple manner after a certain period of operation without further investigation. In addition to the homogenization of the friction moments of the ball joints is also advantageous that the assembly of the ball joint is simplified, since the effort for the handling and fastening process of the spherical shells deleted. The production can be carried out in a simple manner, for example, so that the at least one spherical bearing surface is formed during the production of the housing pot. This can be formed, for example, in an injection molding, die casting or chill casting process. The bearing surfaces can be formed highly precisely in the desired manner in accordance with the high achievable quality of the counterform of the casting process. Alternatively, it is also conceivable to mechanically machine an already produced bearing surface-free housing pot at the corresponding section of the inside of the housing, preferably by CNC turning. This will be the
Herstellungsverfahren des Gehäusetopfs vereinfacht , da keine komplizierten Gegenformen im Gießverfahren notwendig sind .Manufacturing process of the housing pot simplified, since no complicated countershapes in the casting process are necessary.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kugelgelenks nach Anspruch 2 und entsprechend des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 7 trägt der Verschlussring an seiner der Gelenkkugel zugewandten Seite eine Lagerfläche, die rotationssymmetrisch zur Längsachse des Gelenkzapfens ausgebildet ist . Durch die Integrierung der Lagerfläche , die sonst von der oberen Lagerschale gebildet wird, in den Verschlussring wird die Herstellung des Kugelgelenks vereinfacht , da die Gelenkkugel bei der Montage ungehindert in den Gehäusetopf eintauchen kann, wonach der Verschlussring am Gehäusetopf platziert und befestigt wird. Bei der Befestigung am Gehäusetopf wird der Verschlussring an die Gelenkkugel gepresst , wodurch seine Lagerfläche an der Gelenkkugel spielfrei anliegt . Da der Verschlussring einen Teil des Gelenkgehäuses darstellt , bildet seine der Gelenkkugel zugewandte Seite nach dem Zusammenbau einen Teil der Gehäuseinnenseite . Auf Grund der rotationssymmetrischen Ausbildung der Lagerfläche wird diese an die Gelenkkugel gleichmäßig um die Längsachse des Gelenkzapfens angepresst , wodurch umfänglich gleiche Reibwerte erzielt werden . Die Herstellung der Lagerfläche am Verschlussring ist relativ einfach, da es sich bei dem Verschlussring um ein relativ flaches Bauteil handelt , was die Zugänglichkeit für eine mechanische Bearbeitung zur Herstellung der Lagerfläche erleichtert .In a preferred embodiment of the ball joint according to the invention according to claim 2 and according to the manufacturing method according to claim 7, the closure ring carries on its side facing the ball joint a bearing surface which is rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the pivot pin. The integration of the bearing surface, which is otherwise formed by the upper bearing shell, in the locking ring, the production of the ball joint is simplified because the ball joint can dive unhindered in the housing pot during assembly, after which the locking ring is placed and secured to the housing pot. When attaching to the housing pot, the locking ring is pressed against the ball joint, whereby its bearing surface bears against the ball joint without play. Since the locking ring is a part of the joint housing, its side facing the ball joint forms after assembly a part of the inside of the housing. Due to the rotationally symmetrical design of the bearing surface it is pressed against the ball joint evenly about the longitudinal axis of the pivot pin, whereby circumferentially equal coefficients of friction are achieved. The production of the bearing surface on the locking ring is relatively simple, since it is the locking ring is a relatively flat component, which facilitates the accessibility for mechanical processing for the production of the bearing surface.
In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 bezüglich des Kugelgelenks und entsprechend hinsichtlich des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 8 trägt der Gehäuseboden eine Lagerfläche , die rotationssymmetrisch zur Längsachse des Gelenkzapfens ausgebildet ist . Hierdurch ergibt sich vorteilhaft , dass die untere Lagerschale bekannter Kugelgelenke in einfacher Weise ersetzt wird . Auch hier ist die rotationssymmetrische Ausbildung der Lagerfläche dazu da, über den Umfang hinweg gleichmäßige Reibwerte zu erzielen .In a further particularly preferred embodiment of the invention according to claim 3 with respect to the ball joint and according to the manufacturing method according to claim 8 of the housing bottom carries a bearing surface which is rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the pivot pin. This results in advantageous that the lower bearing shell of known ball joints is replaced in a simple manner. Again, the rotationally symmetrical design of the bearing surface is there to achieve uniform coefficients of friction across the circumference.
In Verbindung der sphärischen Ausbildung des Gehäusebodens als Abschnitt der Gehäuseinnenseite mit der Ausbildung der sphärischen Lagerfläche am Verschlussring entfallen für das Kugelgelenk sämtliche Lagerschalen, wodurch die Bauteilvielfalt des Kugelgelenkzusammenbaus noch weiter verringert wird und somit gleichzeitig die Vergleichmäßigung der im Kugelgelenk erzeugten Reibmomente weiter verbessert wird . Da sämtliche Lagerschalen entfallen, wird die Montage auch dementsprechend erleichtert und die Herstellung des Kugelgelenks vereinfacht .In conjunction with the spherical design of the housing bottom as a section of the housing inner side with the formation of the spherical bearing surface on the locking ring accounts for the ball joint all bearings, whereby the component diversity of the ball joint assembly is further reduced and thus at the same time the equalization of the friction forces generated in the ball joint is further improved. Since all bearing shells omitted, the assembly is also facilitated accordingly and simplifies the production of the ball joint.
In einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kugelgelenks nach Anspruch 4 und entsprechend seines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 9 ist die Lagerfläche durch eine Schicht aus einem reibungsarmen Material gebildet , die auf der Gehäusewandung aufgetragen ist . Durch die Ausbildung der sphärischen Lagerfläche mittels einer aufgetragenen Schicht , was beispielsweise mittels rapid prototyping erfolgen kann, wird das Gelenkgehäuse funktionell entkoppelt , wobei der Gehäusetopf aus einem billigeren Material hergestellt werden kann, da er die hohen Ansprüche an die Lagerfläche hinsichtlich der tribologischen Eigenschaften nicht mehr erfüllen muss . Der Gehäusetopf muss dabei lediglich Stabilitäts- und Steifigkeitsanforderungen genügen. Die Schicht j edoch kann allein auf Reibungsarmheit ausgelegt werden. Weiterhin können bei der Herstellung des Gehäusetopfes größere Toleranzen zugelassen werden, was die Herstellung vereinfacht und preiswerter macht , da die aufgetragene Schicht die Toleranzen ausgleichen kann .In a further particularly preferred embodiment of the ball joint according to the invention according to claim 4 and according to its manufacturing method according to claim 9, the bearing surface is formed by a layer of a low-friction material, which on the housing wall is applied. By forming the spherical bearing surface by means of a coated layer, which can be done for example by means of rapid prototyping, the joint housing is functionally decoupled, the housing pot can be made of a cheaper material, since he no longer meets the high demands on the bearing surface in terms of tribological properties must meet. The housing pot must satisfy only stability and stiffness requirements. However, the layer can be designed solely for low friction. Furthermore, in the manufacture of the housing pot greater tolerances can be allowed, which simplifies the production and makes cheaper, since the applied layer can compensate for the tolerances.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 10 erfolgt die Beschichtung durch Einspritzen von Kunststoff , wonach die sich bildende Oberfläche mechanisch zu einer sphärischen Lagerfläche bearbeitet wird. Anstelle von Kunststoff können auch andere ähnliche tragende Stoffe eingesetzt werden . Diese Verfahrensweise erleichtert die Herstellung der Lagerflächen, da bei der Ausbildung der Schicht keine Konturen ausgeformt werden müssen, wodurch auf aufwendige Beschichtungstechniken und Steuerungen verzichtet werden kann. Die endgültige Ausbildung der Lagerfläche wird durch einen separaten Arbeitsgang bewerkstelligt , der sich an die lokale Beschichtung der Gehäusewandung unmittelbar anschließt . Die mechanische Bearbeitung kann dabei spanend erfolgen, es sind j edoch auch Walz- oder Drücktechniken denkbar, die nicht-spanend die gewünschte sphärische Kontur der Lagerfläche gestalten.In a further preferred embodiment of the invention according to claim 10, the coating is carried out by injection of plastic, after which the forming surface is machined to form a spherical bearing surface. Instead of plastic, other similar load-bearing materials can be used. This procedure facilitates the production of the bearing surfaces, since in the formation of the layer no contours must be formed, which can be dispensed with costly coating techniques and controls. The final design of the bearing surface is accomplished by a separate operation, which connects directly to the local coating of the housing wall. The mechanical processing can be done by machining, but it is also j edoch rolling or pressing techniques conceivable that make the non-machining the desired spherical contour of the bearing surface.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 weist die Gehäusewandung im Bereich der Lagerfläche eine Aussparung auf . Die Ausbildung einer Aussparung in der Gehäusewandung ist nur in Verbindung mit der Herstellung der Lagerfläche durch Beschichtung zu sehen, wobei in vorteilhafter Weise beim Beschichten die Aussparung ausgefüllt wird, so dass die sich ergebende Schicht einen unlösbaren formschlüssigen Halt an dem Gehäusetopf findet .In a further preferred embodiment of the invention according to claim 5, the housing in the area of Storage area a recess on. The formation of a recess in the housing wall can be seen only in connection with the production of the bearing surface by coating, wherein the recess is advantageously filled during coating, so that the resulting layer finds a permanent positive fit on the housing pot.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert . Dabei zeigt die Figur in einer Explosionsschnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk mit durch eine Beschichtung ausgebildeten Lagerflächen.The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The figure shows an exploded view of an inventive ball joint with trained by a coating bearing surfaces.
In der Figur ist ein Kugelgelenk 1 dargestellt , das eine Gelenkkugel 2 und einen Gelenkzapfen 3 beinhaltet , der von der Gelenkkugel 2 radial abragt . Das Kugelgelenk 1 enthält des Weiteren ein Gelenkgehäuse 4 , das sich seinerseits aus einem Gehäusetopf 5 und einem Verschlussring 6 zusammensetzt . Der Verschlussring 6 , dessen Öffnung 7 so groß ist , dass der Gelenkzapfen 3 diese gänzlich durchragen kann, ist durch ein Flachteil 8 und einen an dessen Unterseite 9 abragenden, stutzenförmigen Fortsatz 10 gebildet . Das Flachteil 8 und der Fortsatz 10 bilden beide gemeinsam die zentrische Öffnung 7 des Verschlussrings 6 aus . Der Fortsatz 10 weist innenseitig einen Abschnitt 11 der Gehäuseinnenseite auf , welcher sphärisch ausgebildet ist und als obere Lagerfläche für die Gelenkkugel 2 dient . Die Lagerfläche, die von der der Gelenkkugel 2 zugewandten Seite 12 des Fortsatzes 10 getragen wird, ist rotationssymmetrisch zur Längsachse 13 des Gelenkzapfens 3 ausgebildet . Die Lagerfläche ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Schicht 14 aus einem reibungsarmen Material gebildet , die auf der Gehäusewandung 15 , deren Teil der Fortsatz 10 ist , aufgetragen ist . Einen weiteren Abschnitt der Gehäuseinnenseite bildet der Gehäuseboden 16 , der dem Boden des Gehäusetopfes 5 entspricht . Der Gehäuseboden 16 trägt eine untere Lagerfläche 17 für die Gelenkkugel 2 , wobei die Lagerfläche 17 ebenfalls wie der Abschnitt 11 rotationssymmetrisch zur Längsachse 13 des Gelenkzapfens 3 ausgebildet ist . Die untere Lagerfläche 17 ist gleichfalls sphärisch konturiert und wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Schicht 18 gebildet , die reibungsarm ist und die auf den Wandungen des Gehäusetopfes 5 , die Teil der Gehäusewandung 15 sind, aufgetragen ist . Im Bereich der unteren Lagerfläche 17 weist die Gehäusewandung 15 an den aufragenden Wandungen des Gehäusetopfes 5 eine umlaufende Aussparung 19 auf , in die ein ebenfalls umlaufender Wulst 20 der Schicht 18 formschlüssig eingreift und diese gänzlich ausfüllt .In the figure, a ball joint 1 is shown, which includes a joint ball 2 and a pivot pin 3, which protrudes radially from the joint ball 2. The ball joint 1 further includes a joint housing 4, which in turn is composed of a housing pot 5 and a locking ring 6. The closure ring 6, whose opening 7 is so large that the pivot pin 3 can penetrate this completely, is formed by a flat part 8 and a protruding on the underside 9, nozzle-shaped extension 10. The flat part 8 and the extension 10 both form together the central opening 7 of the closure ring 6. The extension 10 has on the inside a portion 11 of the inside of the housing, which is spherical and serves as an upper bearing surface for the joint ball 2. The bearing surface, which is supported by the joint ball 2 facing side 12 of the extension 10 is rotationally symmetrical to the longitudinal axis 13 of the pivot pin 3 is formed. The bearing surface is formed in the present embodiment by a layer 14 of a low-friction material, which is applied to the housing wall 15, part of which is the extension 10. Another section of the inside of the housing forms the housing bottom 16, which corresponds to the bottom of the housing pot 5. The housing bottom 16 carries a lower bearing surface 17 for the joint ball 2, wherein the bearing surface 17 is also formed as the portion 11 rotationally symmetrical to the longitudinal axis 13 of the pivot pin 3. The lower bearing surface 17 is also spherically contoured and is formed in the present embodiment by a layer 18 which is low in friction and which is applied to the walls of the housing pot 5, which are part of the housing 15. In the area of the lower bearing surface 17, the housing wall 15 on the upstanding walls of the housing pot 5, a circumferential recess 19 into which a likewise circumferential bead 20 of the layer 18 engages positively and completely fills them.
Zur Herstellung des Kugelgelenks 1 erfolgt zuerst die Beschichtung des Fortsatzes 10 des Verschlussrings 6 sowie der Gehäusewandung 15 bezüglich des Gehäusetopfes 5 , insbesondere des Gehäusebodens 16 , indem in einfacher Weise Kunststoff eingespritzt wird. Die sich dabei ausbildenden Schichten 14 und 18 werden anschließend mechanisch und zwar zerspanend bearbeitet , wodurch aus der anfänglich ungleichmäßigen bis ebenen Oberfläche der Schichten 14 und 18 die sphärischen Lagerflächen 11 und 17 ausgebildet werden .For the production of the ball joint 1, the coating of the extension 10 of the closure ring 6 and the housing wall 15 with respect to the housing pot 5, in particular of the housing bottom 16 by first plastic is injected in a simple manner. The thereby forming layers 14 and 18 are then mechanically machined and machined, whereby from the initially uneven to even surface of the layers 14 and 18, the spherical bearing surfaces 11 and 17 are formed.
Nun wird die Gelenkkugel 2 in das Innere 21 des Gehäusetopfes 5 eingeführt , so dass der Gelenkzapfen 3 aus diesem herausragt . Alsdann wird der Verschlussring 6 über den Gelenkzapfen 3 geschoben, der damit durch die Öffnung 7 des Verschlussrings 6 hindurchragt , und mit dem Flachteil 8 auf den Gehäusetopf 5 aufgesetzt . Hierzu weist der Rand 22 des Gehäusetopfes 5 innenseitig eine umlaufende Nut 23 auf, in die das Flachteil 8 eingelassen wird. Schließlich wird der Verschlussring 6 am Gehäusetopf 5 befestigt , indem dessen Rand 22 nach innen umgebördelt wird, wodurch die obere Lagerfläche 11 an die Gelenkkugel 12 unter Erzielung einer Spielfreiheit leicht angepresst wird . Die Gelenkkugel 2 , die zu diesem Zeitpunkt bereits auf der unteren Lagerfläche 17 liegt , ist nun im Inneren 21 des Gehäusetopfes 5 des Gelenkgehäuses 4 fixiert , wobei sie auf den sphärischen, voneinander getrennten Lagerflächen 11 und 17 verdreh- und auslenkbar gelagert ist .Now, the joint ball 2 is inserted into the interior 21 of the housing pot 5, so that the pivot pin 3 protrudes from this. Then, the locking ring 6 is pushed over the pivot pin 3, which thus protrudes through the opening 7 of the closure ring 6, and placed with the flat part 8 on the housing pot 5. For this purpose, the edge 22 of the housing pot 5 on the inside a circumferential groove 23, in the flat part 8 is embedded. Finally, the locking ring 6 is fixed to the housing pot 5 by its edge 22 is crimped inwardly, whereby the upper bearing surface 11 is easily pressed against the joint ball 12 while achieving a backlash. The joint ball 2, which is already on the lower bearing surface 17 at this time, is now fixed in the interior 21 of the housing pot 5 of the joint housing 4, wherein it is mounted on the spherical, mutually separate bearing surfaces 11 and 17 twisted and deflectable.
Zur weiteren verbesserten Haltbarkeit der Anbindung der Schichten 14 und 18 am Verschlussring 6 bzw. am Gehäusetopf 5 ist denkbar, diese vor der Beschichtung aufzurauen oder mit einem Haftvermittler zu versehen.For further improved durability of the connection of the layers 14 and 18 on the closure ring 6 or on the housing pot 5, it is conceivable to roughen it before coating or to provide it with an adhesion promoter.
Alternativ zur Befestigung des Verschlussrings 6 am Gehäusetopf 5 durch Umbördeln des Topfrandes 22 kann der Verschlussring 6 auch in den Gehäusetopf 5 eingeschraubt sein. Hierbei ist es vorteilhaft , dass der Gehäusetopf 5 und/oder der Verschlussring 6 beim Auftreten eines unzulässigen Verschleißes an der Lagerfläche nach längerer Betriebsdauer nicht ausgetauscht werden braucht . Die Schraubverbindung wird dazu einfach gelöst , wonach zur Ausbesserung des verschleißbedingten Schadens der Lagerflächen diese in einfacher Weise ressourcenschonend derart neu beschichtet werden können, dass sie die ursprüngliche ungebrauchte und nicht-verschlissene Form annehmen . As an alternative to fastening the closure ring 6 on the housing pot 5 by crimping the pot edge 22, the closure ring 6 can also be screwed into the housing pot 5. In this case, it is advantageous that the housing pot 5 and / or the closure ring 6 does not need to be replaced when an impermissible wear on the bearing surface occurs after a longer period of operation. The screw is simply solved, after which to repair the wear-related damage of the bearing surfaces in a simple way resource-saving can be recoated so that they assume the original unused and non-worn shape.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kugelgelenk, mit einer Gelenkkugel , einem von dieser abragenden Gelenkzapfen, einem Gelenkgehäuse , das einen Gehäusetopf , in dem die Gelenkkugel aufgenommen ist , und einen Verschlussring beinhaltet , der die Gelenkkugel im Inneren des Gelenkgehäuses fixiert , und mit sphärischen voneinander getrennten Lagerflächen, auf denen die Gelenkkugel verdreh- und auslenkbar gelagert ist , dadurch gekennzeichnet , dass zumindest eine Lagerfläche (11 , 17) durch einen sphärisch ausgebildeten Abschnitt der Gehäuseinnenseite gebildet ist .A ball joint comprising a ball joint, a hinge pin projecting therefrom, a joint housing including a housing pot in which the ball joint is received, and a locking ring fixing the ball joint inside the joint housing, and having spherical bearing surfaces separated from each other where the ball joint is rotatably mounted and deflected, characterized in that at least one bearing surface (11, 17) is formed by a spherically shaped portion of the inside of the housing.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Verschlussring (6) an seiner der Gelenkkugel (2) zugewandten Seite (12) eine Lagerfläche (11) trägt , die rotationssymmetrisch zur Längsachse (13) des Gelenkzapfens (3 ) ausgebildet ist .2. Ball joint according to claim 1, characterized in that the closure ring (6) on its the ball joint (2) facing side (12) carries a bearing surface (11) which is rotationally symmetrical to the longitudinal axis (13) of the pivot pin (3).
3. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der Gehäuseboden (16) eine Lagerfläche (17) trägt , die rotationssymmetrisch zur Längsachse (13) des Gelenkzapfens (3 ) ausgebildet ist . 3. Ball joint according to one of claims 1 or 2, characterized in that the housing bottom (16) carries a bearing surface (17) which is rotationally symmetrical to the longitudinal axis (13) of the pivot pin (3).
4. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche (11 , 17) durch eine Schicht (14 , 18) aus einem reibungsarmen Material gebildet ist , die auf der Gehäusewandung (15) aufgetragen ist .4. Ball joint according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bearing surface (11, 17) by a layer (14, 18) is formed of a low-friction material, which is applied to the housing wall (15).
5. Kugelgelenk nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Gehäusewandung (15) im Bereich der Lagerfläche (11 , 17) eine Aussparung (19) aufweist .5. Ball joint according to claim 4, characterized in that the housing wall (15) in the region of the bearing surface (11, 17) has a recess (19).
6. Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes , wobei eine mit einem abragenden Gelenkzapfen versehene Gelenkkugel in einen Gehäusetopf eines Gelenkgehäuses eingebracht wird, so dass der Gelenkzapfen aus dem Gehäusetopf herausragt , wonach zur Fixierung der Gelenkkugel im Inneren des Gelenkgehäuses ein Verschlussring des Gehäuses auf den Gehäusetopf aufgesetzt und an diesem befestigt wird, und wobei voneinander getrennt sphärische Lagerflächen im Gelenkgehäuse zur verdreh- und auslenkbaren Lagerung der Gelenkkugel angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet , dass zumindest ein Abschnitt der Gehäuseinnenseite als Lagerfläche (11 , 17) sphärisch ausgebildet wird.6. A method for producing a ball joint, wherein a provided with a projecting hinge pin joint ball is inserted into a housing pot of a joint housing, so that the pivot pin protrudes from the housing pot, after which a locking ring of the housing placed on the housing pot for fixing the ball joint inside the joint housing and is attached to this, and wherein mutually separated spherical bearing surfaces are arranged in the joint housing for rotatable and deflectable mounting of the joint ball, characterized in that at least a portion of the housing inner side as a bearing surface (11, 17) is formed spherical.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass als Abschnitt der Gehäuseinnenseite die der Gelenkkugel (2) zugewandte Seite (12) des Verschlussringes (6) sphärisch und rotationssymmetrisch zur Längsachse (13) des Gelenkzapfens (3) ausgebildet wird . 7. The method according to claim 6, characterized in that the section of the housing inner side of the joint ball (2) facing side (12) of the closure ring (6) is formed spherically and rotationally symmetrical to the longitudinal axis (13) of the pivot pin (3).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet , dass als Abschnitt der Gehäuseinnenseite der Gehäuseboden (16) sphärisch und rotationssymmetrisch zur Längsachse (13 ) des Gelenkzapfens (3 ) ausgebildet wird.8. The method according to any one of claims 6 or 7, characterized in that as a portion of the housing inner side of the housing bottom (16) is formed spherically and rotationally symmetrical to the longitudinal axis (13) of the pivot pin (3).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , dass die Gehäusewandung (15) zur Ausbildung der sphärischen Lagerfläche (11 , 17) lokal mit einem reibungsarmen Material beschichtet wird.9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the housing wall (15) for forming the spherical bearing surface (11, 17) is coated locally with a low-friction material.
10. Verfahren nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass die Beschichtung durch Einspritzen von Kunststoff erfolgt , wonach die sich bildende Oberfläche mechanisch zu einer sphärischen Lagerfläche (11 , 17) bearbeitet wird 10. The method according to claim 9, characterized in that the coating takes place by injection of plastic, after which the forming surface is machined mechanically to a spherical bearing surface (11, 17)
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