WO2013143804A1 - Kugelgelenk für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2013143804A1
WO2013143804A1 PCT/EP2013/054231 EP2013054231W WO2013143804A1 WO 2013143804 A1 WO2013143804 A1 WO 2013143804A1 EP 2013054231 W EP2013054231 W EP 2013054231W WO 2013143804 A1 WO2013143804 A1 WO 2013143804A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
joint
fixing means
ball
pin
ball joint
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/054231
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Kunze
Sören KNOPP
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 WO2013143804A1 publication Critical patent/WO2013143804A1/de

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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

Definitions

  • the invention relates to a ball joint for a motor vehicle, comprising a joint housing body with a movably mounted therein ball joint, wherein the joint ball is connected to a pin body, a sealing bellows, with its two edge regions on the one hand the joint housing body and on the other the pin body to form a sealed interior according to the preamble of claim 1 encloses.
  • the invention further relates to a method for producing a ball joint with a fixing means for fixing the edge region of a sealing bellows on a Ball joint according to claim 15.
  • Ball joints for motor vehicles for the articulated connection of suspension components are usually protected against external influences with sealing elements in the form of a bellows, so-called sealing bellows.
  • a bellows or bellows consists of a movable bellows part and two connection areas for attachment or positional fixation on a ball joint.
  • Sealing bellows for use in ball joints are usually made of an elastic material such as an elastomer or a polymer (eg PTFE) and effectively prevent that no splash, dust and / or weathering between the joint ball and the joint ball receiving joint housing.
  • an elastic material such as an elastomer or a polymer (eg PTFE)
  • elastomer By the elastomer a flexible bellows part is formed, which can also absorb transversely to its longitudinal direction or axial direction extending movements or a combination of both directions of movement.
  • the flexible bellows portion of a sealing bellows for a ball joint may have a conical and / or cylindrical shape.
  • the folds of the bellows part can be designed as nip folds or twisted round folds.
  • the ends or connecting regions of the sealing bellows are designed, for example, as cylindrical end pieces or radial flanges, so that they can enclose a correspondingly formed connection surface, such as a flange on a ball joint housing, over the entire surface.
  • the seal through the sealing bellows is to be carried out with particular care, since the service life of the ball joint is essentially directly dependent on the perfect sealing function.
  • connection or edge regions of the sealing bellows bear against an intended connection region of the joint housing body and / or the pin body. If the ball joint is installed in a chassis of a car, namely, there is a significant relative movements of the components to each other, the relative movement can be abrupt or intermittent and the sealing bellows by this movement of the connection region, the z. B. can be designed as a flange, can slip off. In order to effectively prevent this, the prior art, e.g. Clamps or clamping rings known with which the edge of the sealing bellows is fixed to the respective connection region of the component to be sealed in its position. The positional fixing of the edge regions of the sealing bellows on the ball stud on the one hand and the joint housing on the other hand is thus of particular importance.
  • the design of the plug-body-side sealing bellows fastening plays a decisive role. le.
  • the height of the central joint is essentially as dependent as a strength-optimal design of the transition from the pin portion of the pin body, which is connected to the ball joint, in the end region remote from the journal of the pin body.
  • the end portion of the pin body is usually designed as a flange or flat body in the manner of a base plate in order to provide a good connection possibility or connection surface for connection components.
  • Under the optimal strength design of the pin body is the gradual transition from the pin portion in the connection component area or flange to understand.
  • a Zapfenzentralgelenk for wishbones in motor vehicles is known.
  • the one edge region of the sealing bellows is fixed in a groove of the flange of the pin body.
  • This position fixing is effected by a profiled ring which presses the edge region of the sealing bellows into the groove, wherein the ring can be caulked to the flange.
  • the stiffening of the ring is occasionally effected at several points by material deformation. As a result, the holding force or clamping force is not the same size at all points of the ring.
  • the Balghaltenut requires a lower material thickness of the flange, which is thus weakened in this area or is formed weaker in some areas of the material thickness.
  • the arrangement of the bellows holding groove on the pin of the pin body is critical to the height of the ball joint.
  • the gimbal deflection of the joint ie the possibility of how much the joint housing can move in relation to the pin body, it is the space-limiting element.
  • Balghaltenuten in the transition between the flange of the pin body and the pin represent a significant notch effect that significantly affect the strength properties of the pin or the base plate (end portion of the pin body).
  • the present invention seeks to provide an alternative mounting option for the edge region of the sealing bellows on the pin body, the overall height should be kept low.
  • the object is achieved by a ball joint for a motor vehicle according to claim 1 and a fixing means according to claim 10. Preferred developments of the ball joint for a motor vehicle are given in the dependent claims.
  • the ball joint for a motor vehicle comprises a joint housing body with a joint ball movably mounted therein, wherein the joint ball is connected to a pin body.
  • the ball joint further comprises a sealing bellows, which encloses with its two edge regions on the one hand the joint housing body and on the other hand, the pin body to form a sealed interior.
  • a lying in the interior fixing means is provided to effect the positional fixing of the edge region of the sealing bellows on the pin body.
  • the pin body has a pin for receiving the at least one side open joint ball. Ball and pin together form a ball pin.
  • the interior space is formed by the space lying inside the sealing bellows and bounded by the edge areas which rest against the hinge or surround it as stated above. Under the position fixing is to be understood that the edge region of the sealing bellows by the fixing means immovably remains in its intended position on the pin body.
  • the edge region of the sealing bellows is held in position between the pin body and the fixing means. Since the fixing means is located in the interior, a total low height of the ball joint is possible. It is basically no Balghaltenut on the pin body necessary.
  • the trunnion body gradually transitions from a spigot or spigot area, which is preferably cylindrical, with an increase in diameter into a flat area in the manner of a flange or a base plate. This area can be called a flange area. The transition from the pin of the pin body to the
  • the ball joint comprises a joint housing body with a joint ball movably mounted therein.
  • a spherical or hollow spherical area is provided which serves for receiving and as a bearing surface for the joint ball.
  • it can be provided between the joint housing body and ball joint but also a bearing shell, which serves as a bearing surface for the joint ball and represents the spherical area for receiving the ball.
  • the z. B. in the form of a suitable grease improves the bearing property between the joint ball and joint housing or bearing shell.
  • the joint ball is in turn connected to a pin body, so that joint ball and pin body or the pin portion of the pin body together form a ball pin.
  • the pin body thus consists of a pin portion, wherein the pin has an approximately cylindrical shape, preferably cylindrical shape, which engages in the likewise approximately cylindrical, preferably cylindrical, inner region of the joint ball and the components so interconnected.
  • the pin body consists overall of a cylindrical pin or pin portion, which undergoes a gradual increase in diameter depending on the depth of the connecting portion with the ball until the diameter increase takes place only in the radial direction or radially outward or perpendicular to the longitudinal axis of the pin body, so that at the end of the pin body facing away from the pin, a flange portion is formed.
  • a gradual increase in diameter from the spigot area to the flange area can be seen on the spigot body by a uniform circumferential area without a groove. If the component were to be shown in section or divided in half, the transition from the pin into the flange area is recognizable as a circle segment or a circle segment or in the form of a parabolic branch or as a combination of parabolic branch and circular segment.
  • connection between the joint ball and pin body can over a
  • the pin body may also have a through hole or a through hole through which a screw protrudes, wherein the end of the screw engage with its external thread in an internal thread of the joint ball can.
  • the ball joint can be fixed to the pin or pin body by means of a screw connection.
  • the aforementioned bearing shell may be inserted into a cylindrical portion of the joint housing body.
  • the bearing shell can be fixed in its position via a retaining ring in the joint housing body.
  • the circlip may be in a groove which in the interior of the joint housing z. B. is introduced by milling, be used. Additionally or alternatively, after the insertion of the retaining ring, the housing for holding the retaining ring or the bearing shell can be reshaped edge, in particular by rolling, tumbling or pressing or pressing.
  • the sealing bellows has on at least one edge region on an edge which may be flange-like and approximately parallel to the longitudinal axis of the joint housing body, so that the edge region of the sealing bellows can be brought to the likewise flange-like and approximately parallel to the longitudinal axis of the formed connection region of the joint housing body to the plant. If the edge region of the sealing bellows rests against the joint housing body, as described above, then it can be fixed in position there by means of a circumferential tensioning ring or a clamp.
  • the clamp can be designed as a one-way clamp, d. H. that this can be clamped only once as a fixing means around the sealing bellows, in particular by forming. Alternatively, the clamp can be designed as a screwable and thus reusable clamp.
  • the sealing bellows can also be fixed by gluing to the joint housing body.
  • the sealing bellows With its edge regions, the sealing bellows encloses both the joint housing body and the journal body circumferentially and without gaps. In other words, the edge regions of the sealing bellows are in line or surface contact with the joint housing body. There is no gap between the edge region of the sealing bellows and the respective connection component.
  • the fixing means is sleeve-like, collar-like or funnel-shaped and surrounds the pin body. Based on an optimal positional fixation of the edge region of the sealing bellows with Optimal sealing effect is permanently to provide a uniform force acting on the circumference of the edge regions or ends of the sealing bellows force or clamping force.
  • the fixing means engages around the pin body, a force acting evenly on the circumference force or clamping force can be applied to the end or the edge region of the sealing bellows by the fixing means presses or presses the edge region of the sealing bellows circumferentially on the pin body.
  • the fixing means of its inner diameter or its inner contour is to be selected such that its inner diameter or its inner contour approximately coincides with the inner diameter or the inner contour of the transition region of the trunnion body, preferably completely coinciding.
  • the fixing means is sleeve-like, then it may be meant a cylindrical or a conical sleeve.
  • the fixing means is thus at least partially in contact with the pin body.
  • the end portion of the fixing means flange is designed such that the edge region of the sealing bellows can be pressed or pressed in its fixing position on the pin body.
  • the opposite, joint ball-side edge region of the fixing means may be arranged in the region of the opening of the joint ball.
  • the fixing means should have an approximately largest possible, in particular maximum possible surface contact with the transition region of the pin body, then the shape of the fixing means should be selected so that it corresponds to the shape of the transition region of the pin body. If the fixing agent is carried out in this way, a fixing agent is produced which can be described or designated as collar-like or funnel-shaped.
  • the sealing bellows are manufactured from a specific material or with a specific material thickness or material thickness, then it may be necessary to not full surface but only partially in contact with the journal body.
  • the edge region of the fixing means in the region of the fixation of the edge region of the sealing bellows is not in contact with the pin body. In other words, there is a circumferential gap between the aforementioned end of the fixing means and the flange-side pin body, when the edge region of the sealing bellows is not jammed or not installed.
  • the gap is dimensioned such that, with regard to the material of the sealing bellows or its material thickness or material thickness when clamping the edge region of the sealing bellows, an optimal force can or can be generated, so that the edge region of the sealing bellows is fixed in its position.
  • the fixing means may be in contact with the pin body and with the ball joint at its edge region facing the ball joint. If the ball is pressed onto the journal of the journal body or screwed thereto, so if the fixing agent has previously been applied to the journal body, the fixing means can be clamped to the journal body.
  • the degree of tension depends on how far the ball is pressed onto the pin body or alternatively, how far the screw is tightened because it allows the ball joint to move towards the pin or the pin body.
  • the circular peripheral end portion of the ball joint can move the fixing means in the direction of the flange of the pin body and thereby exert a force on the fixing means.
  • the edge region of the sealing bellows If between the end region or edge region of the fixing means in this area previously the edge region of the sealing bellows is brought into the fixing position, it can be adjusted by pressing the ball or clamping by means of the screw, the clamping force on the edge region of the Dichtungsbalgendes.
  • one and the same fixing means can be used for various sealing bellows made of different materials with different material thicknesses or material thicknesses.
  • the fixing means can advantageously be fixed in a material-locking and / or non-positive and / or form-locking manner to the pin body.
  • the fixing means may be connected to the pin body by means of gluing and / or welding.
  • these are mutually designed such that, for example, a jamming or latching takes place between the fixing means and the pin body during placement.
  • the fixing means may have a slightly smaller diameter than the pin on its joint ball-side edge region. When pushed onto the pin then results in a deadlock.
  • the pin in the region of the fixing position, can also have a groove into which the edge region of the fixing means can engage, engage or latch, so as to produce a positive fit.
  • the fixing means is merely to make such that it can be pushed until it clicks.
  • the joint ball-side edge region of the fixing means may be slotted.
  • the edge region of the sealing bellows may have a thickening to further improve the sealing effect.
  • This thickening may be carried out in the manner of an annular bead.
  • the Dichtungsbalgende or the edge region of the sealing bellows points through the thickening a greater material thickness, whereby an improvement in the sealing effect or an increase in the clamping force at the same circumferential gap between the edge region of the fixing means and the flange of the pin body can be achieved.
  • the ball and socket joint may have a further advantageous development in that the thickening of the edge region of the sealing bellows is encompassed by an abutment of the fixing means which points radially outward with respect to the longitudinal axis of the pin body.
  • the radially outwardly pointing Abkragung of the fixing means causes in the fixing region or the region of the position fixing a gap between the end or end region or edge region of the fixing means and the pin body, when the sealing bellows is not set between these components.
  • the pin body may have a circumferential groove or embossment which partially receives the edge region of the sealing bellows.
  • a combination with the aforementioned possibilities thickening by a bead or encompassing the bead of the sealing bellows can additionally provide a further effective way to prevent the tearing of the edge region of the sealing bellows.
  • a peripheral accumulation of material can be provided on the flange region of the pin body.
  • the accumulation of material may preferably have an annular contour.
  • the annular accumulation of material has a larger diameter than this.
  • the flange-side end of the fixing means has approximately the same diameter, preferably the same diameter as the accumulation of material. In the case of a bead or annular edge region of the sealing bellows, this is held or clamped in position between the ablation of the fixing means and the material accumulation of the trunnion body.
  • the invention further relates to a fixing means for a ball joint, wherein the fixing means may be sleeve-like, collar-like or funnel-shaped.
  • the fixing means is particularly suitable for fixing the edge region of a sealing bellows on a ball joint, as described above, in order to exert a uniform clamping force on the circumference of the plug-body-side sealing bellows and fix the sealing bellows in its intended position.
  • the collar-like or funnel-shaped design of the fixing means it is possible that this is in the greatest possible contact with a transition region of a pin body, which ensures the transition from the pin in the flange with approximately the same, in particular the same shape.
  • the fixing means is designed such that the circular edge regions of the fixing means have different diameters from each other.
  • the smaller diameter corresponds approximately to the diameter of the pin of the pin body.
  • This diameter represents the smaller diameter of the preferably circular edge region of the fixing means.
  • the diameter of the other, opposite edge region is designed such that the fixing means has approximately a diameter for covering the edge region of the sealing bellows.
  • the fixative may be made of different materials, depending on the application.
  • the fixing means is made of steel or spring steel or plastic or of an elastomer or of a thermoplastic material.
  • the plastic is reinforced or in other words armored designed.
  • a metal insert or filaments or a fiber material can serve to give the plastic sleeve the required strength, and that the required elasticity can be met without the material starts to flow.
  • the fixing means may also be made of a light metal, for example of aluminum or magnesium or of an alloy containing these metals.
  • the fixing means at its edge regions with respect to its longitudinal axis radially outwardly facing components, which may be formed in particular arcuate, collar-like or flange.
  • the edge regions can be slotted in the axial direction with respect to the longitudinal axis.
  • the functions of the radially outwardly facing components are such that they result in an enlarged support surface with respect to the longitudinal axis of the fixing means.
  • This support surface may be useful if the fixing means, as described above, in a ball joint is used and on the support surfaces, a uniform circumferential clamping force to be generated when it acts on an edge region of a Dichtungsbalgendes.
  • the invention further relates to a method for producing a ball and socket joint with the production steps listed below that are not necessarily consecutive.
  • a sealing bellows is placed on the pin body.
  • the the cone body facing Dichtungsbalgende thus comes into contact with the pin body.
  • the fixing means placed over the pin of the pin body or pushed, the flange-side edge region of the fixing means has come to rest with the edge region of the sealing bellows.
  • the fixing agent is in turn to be fixed by means of material connection on the pin body, z is prior to mounting the fixing means on the pin body.
  • B. apply an adhesive to the transition region of the pin body or apply.
  • an adhesive may also be applied to the fixative before the fixative is applied to the trunnion body Position is set.
  • the ball joint is placed on the pin of the pin body. If a press fit is provided between the ball joint and the pin of the pin body, ie the inner diameter of the ball joint is slightly smaller than the outer diameter of the pin, the ball joint is pressed onto the pin in this step. Depending on the design of the fixing means, the joint ball can be pressed completely onto the journal of the journal body until the end face of the journal comes into abutment with the opposite inner surface of the ball joint.
  • the ball is held on the pin by a screw, the ball is first placed on the pin in view of the assembly and then the screw inserted through the through hole to the pin body and bolted to the internal thread of the ball joint.
  • the fixing means is designed in such a way that it has a flange pointing radially outward at its joint-ball-side edge region, this edge region can serve as a support surface for the edge region of the joint ball. If the ball joint is placed on the pin, it comes into contact with the flange of the fixative. By further pushing or pressing in the direction of the flange of the pin body, the fixing means is also transported in the direction of the flange of the pin body. Depending on the desired clamping force, this can be adjusted via the path of the joint ball. Subsequently, the joint housing or the joint housing body is placed on the joint ball.
  • the bearing shell is previously used on the joint ball or in the joint housing body.
  • the bearing shell is fixed in the joint housing body, z. B. by a locking ring which engages in an inner housing in the joint housing body.
  • the edge region of the sealing bellows may not yet be mounted on the intended connection region on the joint housing body. Therefore, in the aforementioned step, the edge region of the sealing bellows facing the joint housing body is e.g. B. hold down by a tool or by hand in the direction of the flange of the pin body, so that sufficient space for securing the bearing shell is available.
  • the edge region of the sealing bellows is placed on the connecting region provided on the joint housing body, so that the connecting region of the joint housing body is completely enclosed by the edge region of the sealing bellows.
  • a clamping ring or a clamp, in particular a screw-clamp is then mounted.
  • Fig. 1 is a partially sectional view of a ball joint in a first embodiment, which is shown in a non-angled position;
  • Fig. 2 shows a partially sectioned view of a ball joint in a second embodiment in a strongly angled position
  • FIGS. 1 and 2 show different views of a ball joint 10 in various embodiments. Both figures show the ball joint 10 in each case in a partially sectioned representation. Both figures each show a joint housing body 1 and a trunnion body 3 which are completely surrounded by a sealing bellows 4, wherein a first edge region of the sealing bellows 4 tightly surrounds the joint housing body at a first connection region 8 and a second edge region 7 of the sealing bellows 4 firmly at a second connection region 8b of the pin body 3 is applied, resulting in a sealed interior 30.
  • the pin body 3 can be removed, which extends from a flange portion of the pin body 27 via a transition region 15a in a pin 15.
  • the pin 15 has a cylindrical shape and is encompassed by a joint ball 2 in a connecting region 9.
  • the ball joint 2 is held on the pin 15 by a screw 18 in position.
  • the joint ball 2 and thus the pin body 3 is rotatably supported about a bearing shell 26 in the joint housing body 1 and pivotally.
  • the bearing shell 26 is fixed in the housing via a securing ring 24 in a groove 25.
  • the journal body 3 has a flange region 27, on whose surface remote from the journal 15 a connecting surface 27a for connecting components, for example for connection to a chassis, is formed.
  • the cylindrically shaped pin 15 passes from a transition region 15a with constant diameter increase in the flange portion 27 of the pin body 3 on. Both in the figure 1 and in the figure 2, the transition region 15a in the sectional view as a curved portion or a parabolic or para-load-shaped contour recognizable.
  • the sealing bellows 4 is fixed to the joint housing side with its edge region 6 at a connecting region 8 of the joint housing body 1.
  • the connecting region 8 is formed on the joint housing body 1 as a flange, which is designed as a circumferential surface approximately parallel to the edge region of the bearing shell 26.
  • the edge region 6 is hinge housing side fixed by a clamp 35 in position.
  • the pin body 3 has on its side facing away from the joint ball 2 side, as already described above, a flange 27, which has a connection surface 27a on its underside.
  • a flange 27 On the side of the pin body opposite the connection surface 27a, which runs approximately parallel to the connection surface 27a, the edge region 7 of the sealing bellows 4 bears against the connection region 8b. Since the simple, unfixed abutment of the sealing bellows 4 on the trunnion body 3 is not sufficient for the sealing, in particular with relative movements of the trunnion body 3 to the joint housing body 1, it is necessary to hold the edge region 7 of the sealing bellows 4 in position by a suitable means . to fix.
  • the fixing means 5 is used, which is shown both in the figure 1 and in Figure 2 as a sleeve-shaped or funnel-shaped body.
  • the pin body 3 at about the transition from the pin 15 in the transition region 15 a groove or groove 15 b.
  • the first one, the ball jointed turned edge region 17 of the fixing means is in this groove 15b.
  • the fixing means has a slightly smaller diameter before mounting than the pin 15 or pin portion 15a. When mounting the edge portion 17 engages quasi in the groove, which results in relation to the pin body 3, a defined position for the fixing means 5.
  • the fixing means 5 can also be in contact with the lower edge of the joint ball 2 with its edge region 17. In this embodiment shown, the fixing means 5 is thus held positively in position.
  • the lower of the pin body 3 facing edge region 1 6 of the fixing means 5 clamps the edge region 7 of the sealing bellows 4 between the edge region 1 6 and the pin body 3 a.
  • the fixing means 5 lies over the entire surface or in full circumference or with surface contact on the trunnion body 3 or on its transition region 15a.
  • the journal body 3 has a longitudinal axis 28, wherein a through hole 21 is introduced into the journal body 3 parallel to this.
  • the screwing of pin body 3 and ball joint 2 is carried out by the screw 18.
  • through holes or holes 19 are introduced, through which the pin body can be fastened with its connection surface to connection components.
  • FIG. 2 shows a ball joint 10 which is very highly balanced. It can be seen that in the illustrated situation the deflection is so strong that the underside of the joint housing body 1 comes into contact with the fixing means 5.
  • the fixing means 5 can thus prevent a striking of the joint housing body 1 directly to the pin body 3, so that there can be no damage and subsequent weakening of the pin body 3 on the pin 5 or transition region 15a.
  • a correspondingly high-quality, eg hardened material is to be provided for the fixing agent.
  • the flange region of the pin body 27 has a circumferential accumulation of material 20 on its side facing away from the connection surface 27a (the joint ball side facing). It can be seen from FIG.
  • an abutment 23 of the fixing means 5 is not merely a cantilever pointing radially outwards, but that it has an undulating or wavy contour approximately as shown in the section.
  • the waveform should follow approximately the shape of the flange portion of the pin body 3 with the circumferential accumulation of material 20 and run parallel to this. Background of this special shape of both the fixing means 5 and the flange portion 27 of the pin body 3 is that the edge portion 1 6 of the sealing bellows 4 can be clamped in an improved form. In particular, when the sealing bellows 4 or its edge region 7 has a circumferential bead-like thickening 7a, the edge region 7 of the sealing bellows 4 can be better fixed or held in this position.
  • the upper edge portion 17 of the fixing means 5 is formed in the form of a flange which extends radially outwardly.
  • This flange 22 of the fixing means 5 is in contact with the lower edge of the ball joint 2.
  • the fixing means 5 is shown as a sleeve or funnel, which is formed circumferentially, then the fixing means can also have other shapes, which are shown in FIG. 3a, b or c.
  • FIG. 3 a shows in detail in section a fixing means 5, as can be used in FIG. 1. It can be clearly seen that both the upper edge and the lower edge have no radially outwardly facing Abkragung.
  • This fixing means can be used in particular when it is sufficient that the fixing means is merely pushed onto the journal or journal body and that the force fit on the journal or journal body is sufficient to prevent damage to the journal. terseite or at the lower edge region 16 to clamp the edge region 7 of the sealing bellows 4 with the pin body 3.
  • the fixing means is designed as a cone.
  • the fixing means 5 would be only partially in contact with the trunnion body 3.
  • the fixing means 5 has at its upper edge region slots, which are shown in the form of the slotted edge portion 17a.
  • the fixing means 5 can be easily pushed over the pin 15 during assembly.
  • This embodiment can be selected, in particular, when the fixing means 5 is intended to latch with the pin 15 or pin body 3 or transition area 15a and one of the areas has a peripheral groove or groove 15b, into which the upper edge area 17 of the fixing means 5 engages or locks after assembly.
  • FIG. 3c shows in detail a fixing means 5, as used in FIG.
  • the fixing means 5 At its upper edge region 17 is clearly the radially outwardly facing flange 22 can be seen, which comes into contact with the lower edge of the ball joint 2 when the ball joint 2 after mounting on the pin 15 with its lower edge the fixing means 5 on the flange portion of the pin body 27 presses or presses.
  • the fixing means 5 At its lower edge region 16, the fixing means 5 has an approximately wavy projection 23 pointing radially outward.
  • This Abkragung 23 is formed such that it can better embrace a thickening of the lower edge portion 7 of the sealing bellows 4 or better with a circumferential accumulation of material 20 on the flange portion of the pin body 27 can cooperate to achieve an improved clamping effect.
  • REFERENCE CHARACTERS REFERENCE CHARACTERS
  • Edge area (sealing bellows) a Thickening edge area

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

Kugelgelenk (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Gelenkgehäusekörper (1) mit einer darin beweglich gelagerten Gelenkkugel (2), wobei die Gelenkkugel (2) mit einem Zapfenkörper (3) verbunden ist, einem Dichtungsbalg (4), der mit seinen beiden Randbereichen (6, 7) zum einen den Gelenkgehäusekörper und zum anderen den Zapfenkörper (3) zur Ausbildung eines abgedichteten Innenraumes umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Innenraum liegendes Fixierungsmittel (5) vorgesehen ist, um die Lagefixierung des Randbereiches (7) des Dichtungsbalges (4) an dem Zapfenkörper (3) zu bewirken.

Description

Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Gelenkgehäusekörper mit einer darin beweglich gelagerten Gelenkkugel, wobei die Gelenkkugel mit einem Zapfenkörper verbunden ist, einem Dichtungsbalg, der mit seinen beiden Randbereichen zum einen den Gelenkgehäusekörper und zum anderen den Zapfenkörper zur Ausbildung eines abgedichteten Innenraumes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 umschließt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fixierungsmittel für ein Kugelgelenk, insbesondere zur Lagefixierung des Randbereiches eines Dichtungsbalges an einem Kugelgelenk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes mit einem Fixierungsmittel zur Lagefixierung des Randbereiches eines Dichtungsbalges an einem Kugelgelenk gemäß Anspruch 15.
Kugelgelenke für Kraftfahrzeuge zur gelenkigen Verbindung von Fahrwerkkomponenten werden üblicherweise mit Abdichtelementen in Form eines Faltenbalges, sogenannten Dichtungsbälgen, gegenüber äußeren Einflüssen geschützt. Ein solcher Dichtungsbalg oder Faltenbalg besteht aus einem beweglichen Balgteil und zwei Anschlussbereichen zur Befestigung bzw. Lagefixierung an einem Kugelgelenk. Dichtungsbälge für den Einsatz bei Kugelgelenken bestehen zumeist aus einem elastischen Werkstoff wie einem Elastomer oder einem Polymer (z.B. PTFE) und verhindern wirkungsvoll, dass kein Spritzwasser, Staub und/oder Witterungseinflüsse zwischen die Gelenkkugel und das die Gelenkkugel aufnehmende Gelenkgehäuse gelangen. Durch das Elastomer wird ein flexibler Balgteil ausgebildet, der auch quer zu seiner Längsrichtung bzw. Achsrichtung verlaufende Bewegungen oder eine Kombination von beiden Bewegungsrichtungen aufnehmen kann. Der flexible Balgteil eines Dichtungsbalges für ein Kugelgelenk kann eine konische und/oder zylindrische Form aufweisen. Die Falten des Balgteils können je nach Anwendung als Spitzfalten oder als gedrehte Rundfalten ausgebildet sein. Die Enden bzw. Anschlussbereiche des Dichtungsbalges sind z.B. als zylindrische Endstücke oder radiale Flansche ausgebildet, so dass diese eine entsprechend ausgebildete Anschlussfläche, wie z.B. einen Flansch an einem Kugelgelenkgehäuse, vollflächig umschließen können. Die Abdichtung durch den Dichtungsbalg ist dabei besonders sorgfältig auszuführen, da von der einwandfreien Dichtfunktion die Lebensdauer des Kugelgelenkes im Wesentlichen direkt abhängig ist. Bei der Gestaltung einer solchen Abdichtung kommt der Anwendung des Dichtungsbalges an den beiden relativ zueinander beweglichen Teilen des Kugelgelenkes, die zumindest aus einem Kugelzapfen (Gelenkkugel und Zapfen) und dem Gelenkgehäusekörper bestehen, besondere Bedeutung zu, da diese beiden Stellen als eigentliche Dichtstellen die Dichtfunktion des Dichtsystems gewährleisten müssen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Gelenkgehäusekörper und die mit einem Zapfen verbundene Gelenkkugel (Kugelzapfen) relativ zueinander beweglich gestaltet sind. Der aus einem flexiblen Material (einem Elastomer, wie z. B. einem Gummi) bestehende Dichtungsbalg umschließt sowohl den Gelenkgehäusekörper als auch den Zapfenkörper, auf dem die Kugel festgelegt ist. Sowohl Gelenkgehäusekörper als auch Zapfenkörper werden dabei jeweils von einem der Randbereiche des Dichtungsbalges fest umschlossen, so dass weder Schmutzpartikel noch Feuchtigkeit eintreten können.
Da die genannten Bauteile Lenkgehäusekörper und Zapfenkörper, wie oben beschrieben, gelenkig zueinander relativ beweglich sind, ist es nicht ausreichend, wenn die An- schluss- bzw. Randbereiche des Dichtungsbalges an einem vorgesehenen Verbindungsbereich des Gelenkgehäusekörpers und/oder des Zapfenkörpers anliegen. Wenn das Kugelgelenk in einem Fahrwerk von einem Pkw eingebaut ist, kommt es nämlich zu nicht unerheblichen Relativbewegungen der Bauteile zueinander, wobei die Relativbewegung schlagartig oder stoßweise erfolgen kann und der Dichtungsbalg durch diese Bewegung von dem Verbindungsbereich, der z. B. als Flansch ausgeführt sein kann, abrutschen kann. Um dieses wirkungsvoll zu verhindern sind aus dem Stand der Technik z.B. Spannschellen oder Spannringe bekannt, mit denen der Rand des Dichtungsbalges auf den jeweiligen Verbindungsbereich des abzudichtenden Bauteiles in seiner Lage fixiert wird. Der Lagefixierung der Randbereiche des Dichtungsbalges an dem Kugelzapfen einerseits und dem Gelenkgehäuse andererseits kommt somit eine besondere Bedeutung zu.
Speziell bei gleitgelagerten Zentralgelenken für Dreiecklenker spielt dabei die Gestaltung der zapfenkörperseitigen Dichtungsbalgbefestigung eine entscheidende Rol- le. Von deren Gestaltung ist nämlich im Wesentlichen die Bauhöhe des Zentralgelenkes ebenso abhängig wie eine festigkeitsoptimale Gestaltung des Überganges von dem Zapfenbereich des Zapfenkörpers, der mit der Gelenkkugel verbunden ist, in den vom Zapfen abgewandten Endbereich des Zapfenkörpers. Der Endbereich des Zapfenkörpers ist zumeist als Flansch oder flacher Körper nach Art einer Grundplatte ausgelegt, um eine gute Anbindungsmöglichkeit bzw. Anschlussfläche für Anschlussbauteile zu bieten. Unter der festigkeitsoptimalen Gestaltung des Zapfenkörpers ist der allmähliche Übergang vom Zapfenbereich in den Anschlussbauteilbereich bzw. Flanschbereich zu verstehen.
Aus der Offenlegungsschrift DE 37 350 89 A1 ist ein Zapfenzentralgelenk für Dreieckslenker in Kraftfahrzeugen bekannt. Der eine Randbereich des Dichtungsbalges ist in einer Nut des Flansches des Zapfenkörpers festgelegt. Diese Lagefixierung wird dabei durch einen profilierten Ring bewirkt, der den Randbereich des Dichtungsbalges in die Nut presst, wobei der Ring mit dem Flansch verstemmt sein kann. Die Verstem- mung des Ringes wird punktuell an mehreren Stellen durch Materialumformung bewirkt. Dadurch ist die Haltekraft oder Klemmkraft nicht an allen Stellen des Ringes gleich groß. Zudem bedingt die Balghaltenut eine geringere Materialstärke des Flansches, der somit in diesem Bereich geschwächt wird bzw. von der Materialstärke bereichsweise schwächer ausgebildet ist.
Bei den bekannten Kugelgelenken ist die Anordnung der Balghaltenut am Zapfen des Zapfenkörpers entscheidend für die Bauhöhe des Kugelgelenks. Im Hinblick auf die kardanische Auswinkelung des Gelenkes, also der Möglichkeit, wie sehr sich das Gelenkgehäuse in Relation zu dem Zapfenkörper bewegen kann, ist sie das bauraumbe- grenzende Element. Balghaltenuten im Übergang zwischen dem Flansch des Zapfenkörpers und dem Zapfen stellen jedoch eine erhebliche Kerbwirkung dar, die die Festigkeitseigenschaften des Zapfens bzw. der Grundplatte (Endbereich des Zapfenkörpers) deutlich beeinflussen.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Befestigungsmöglichkeit für den Randbereich des Dichtungsbalges am Zapfenkörper vorzusehen, wobei die Bauhöhe insgesamt gering gehalten werden soll. Die Aufgabe wird durch ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 sowie ein Fixierungsmittel nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des Kugelgelenkes für ein Kraftfahrzeug sind in den Unteransprüchen gegeben.
Das Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Gelenkgehäusekörper mit einer darin beweglich gelagerten Gelenkkugel, wobei die Gelenkkugel mit einem Zapfenkörper verbunden ist. Das Kugelgelenk umfasst des Weiteren einen Dichtungsbalg, der mit seinen beiden Randbereichen zum einen den Gelenkgehäusekörper und zum anderen den Zapfenkörper zur Ausbildung eines abgedichteten Innenraums umschließt. Dabei ist ein in dem Innenraum liegendes Fixierungsmittel vorgesehen, um die Lagefixierung des Randbereiches des Dichtungsbalges an dem Zapfenkörper zu bewirken. Der Zapfenkörper weist einen Zapfen zur Aufnahme der zumindest einseitig offenen Gelenkkugel auf. Gelenkkugel und Zapfen bilden zusammen einen Kugelzapfen aus. Der Innenraum wird durch den innerhalb des Dichtungsbalges liegenden Raum ausgebildet und durch die Randbereich begrenzt, die an dem Gelenk anliegen bzw. dieses, wie oben gesagt, umschließen. Unter der Lagefixierung ist zu verstehen, dass der Randbereich des Dichtungsbalges durch das Fixierungsmittel unverrückbar in seiner vorgesehenen Position am Zapfenkörper verbleibt.
Durch das in dem Innenraum liegende Fixierungsmittel ist eine sehr gute Lagefixierung des Randbereiches des Dichtungsbalges an dem Zapfenkörper erzielbar. Hierzu ist der Randbereich des Dichtungsbalges zwischen dem Zapfenkörper und dem Fixierungsmittel in Position gehalten. Da das Fixierungsmittel in dem Innenraum gelegen ist, ist eine insgesamt niedrige Bauhöhe des Kugelgelenkes möglich. Es ist grundsätzlich keine Balghaltenut am Zapfenkörper notwendig. Der Zapfenkörper geht von einem Zapfen oder Zapfenbereich, der vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist, allmählich unter Durchmesserzunahme in einen flachen bzw. flächigen Bereich nach Art eines Flansches oder einer Grundplatte über. Dieser Bereich kann als Flanschbereich bezeichnet werden. Der Übergang vom Zapfen des Zapfenkörpers bis hin zu dem
Flanschbereich bzw. flanschseitigen Bereich des Zapfenkörpers kann festigkeitsopti- miert mit einer gleichmäßigen Durchmesserzunahme gestaltet werden, wobei keine Nut im Flanschbereich vorgesehen ist. Das Kugelgelenk umfasst einen Gelenkgehäusekörper mit einer darin beweglich gelagerten Gelenkkugel. Innerhalb des Gelenkgehäuses ist ein sphärischer bzw. hohlkugelförmiger Bereich vorgesehen, der zur Aufnahme und als Lagerfläche für die Gelenkkugel dient. Es besteht zwischen Gelenkkugel und Gelenkgehäuse eine Gleitlagerung. Es kann zwischen Gelenkgehäusekörper und Gelenkkugel jedoch auch eine Lagerschale vorgesehen sein, die als Lagerfläche für die Gelenkkugel dient und dem sphärischen Bereich zur Aufnahme der Kugel darstellt. Zusätzlich kann zwischen Gelenkkugel und Gelenkgehäuse bzw. zwischen Gelenkkugel und Lagerschale ein
Schmiermittel vorgesehen sein, das z. B. in Form eines geeigneten Schmierfettes die Lagereigenschaft zwischen Gelenkkugel und Gelenkgehäuse bzw. Lagerschale verbessert. Die Gelenkkugel ist wiederum mit einem Zapfenkörper verbunden, so dass Gelenkkugel und Zapfenkörper bzw. der Zapfenbereich des Zapfenkörpers zusammen einen Kugelzapfen ausbilden. Der Zapfenkörper besteht also aus einem Zapfenbereich, wobei der Zapfen eine annähernd zylindrische Form, vorzugsweise zylindrische Form, aufweist, die in den ebenfalls annähernd zylindrischen, vorzugsweise zylindrischen, Innenbereich der Gelenkkugel eingreift und die Bauteile so miteinander verbindet. Der Zapfenkörper besteht insgesamt aus einem zylindrischen Zapfen bzw. Zapfenbereich, der je nach Tiefe des Verbindungsbereiches mit der Kugel einen allmählichen Durchmesserzuwachs erfährt, bis die Durchmesserzunahme nur noch in radialer Richtung bzw. radial auswärts bzw. senkrecht zur Längsachse des Zapfenkörpers erfolgt, so dass an dem von dem Zapfen abgewandten Ende des Zapfenkörpers ein Flanschbereich ausgebildet ist. Eine allmähliche Durchmesserzunahme vom Zapfenbereich zum Flanschbereich ist an dem Zapfenkörper durch einen gleichmäßigen umlaufenden Bereich ohne Nut erkennbar. Würde das Bauteil im Schnitt dargestellt werden bzw. hälftig geteilt werden, so ist der Übergang vom Zapfen in den Flanschbereich als Kreissegment bzw. kreissegmentförmig bzw. in Form eines Parabelastes erkennbar bzw. als eine Kombination von Parabelast und Kreissegment erkennbar.
Die Verbindung zwischen Gelenkkugel und Zapfenkörper kann über eine
Presspassung erfolgen. Der Zapfenkörper kann jedoch auch ein Durchgangsloch oder eine Durchgangsbohrung aufweisen, durch die eine Schraube ragt, wobei das Ende der Schraube mit ihrem Außengewinde in ein Innengewinde der Gelenkkugel eingreifen kann. Auf diese Weise kann die Gelenkkugel auf den Zapfen bzw. Zapfenkörper mittels einer Schraubverbindung festgelegt sein.
Die zuvor erwähnte Lagerschale kann in einen zylindrischen Bereich des Gelenkgehäusekörpers eingesetzt sein. Die Lagerschale kann über einen Sicherungsring in den Gelenkgehäusekörper in ihrer Lage fixiert sein. Der Sicherungsring kann in eine Nut, die im Innenbereich des Gelenkgehäuses z. B. mittels Fräsen eingebracht ist, eingesetzt sein. Zusätzlich oder alternativ kann nach dem Einsetzen des Sicherungsringes das Gehäuse zum Halten des Sicherungsringes bzw. der Lagerschale randseitig umgeformt sein, insbesondere durch Zurollen, Taumeln oder Drücken oder Pressen.
Der Dichtungsbalg weist an zumindest einem Randbereich einen Rand auf, der flanschartig und etwa parallel zur Längsachse des Gelenkgehäusekörpers ausgebildet sein kann, so dass der Randbereich des Dichtungsbalges an dem ebenfalls flanschartig und etwa parallel zur Längsachse des ausgebildeten Verbindungsbereiches des Gelenkgehäusekörpers zur Anlage gebracht werden kann. Wenn der Randbereich des Dichtungsbalges an dem Gelenkgehäusekörper, wie zuvor beschrieben, anliegt, kann dieser dort zur Lagefixierung mittels eines umlaufenden Spannringes oder einer Schelle in seiner Lage fixiert sein. Die Schelle kann dabei als Einwegschelle ausgeführt sein, d. h. dass diese nur einmal als Fixierungsmittel um den Dichtungsbalg herum, insbesondere durch Umformung, verspannt werden kann. Alternativ kann die Schelle als ver- schraubbare und somit wiederverwendbare Schelle ausgeführt sein. Der Dichtungsbalg kann auch mittels Kleben an dem Gelenkgehäusekörper festgelegt sein.
Mit seinen Randbereichen umschließt der Dichtungsbalg sowohl Gelenkgehäusekörper als auch den Zapfenkörper umlaufend und lückenlos. Mit anderen Worten stehen die Randbereiche des Dichtungsbalges in Linien- oder Flächenkontakt mit dem Gelenkgehäusekörper. Es ist kein Zwischenraum zwischen dem Randbereich des Dichtungsbalges und dem jeweiligen Anschlussbauteil gegeben.
Gemäß einer Weiterbildung des Kugelgelenkes ist das Fixierungsmittel hülsenartig, kragenartig oder trichterförmig ausgebildet und umgreift den Zapfenkörper. Ausgehend von einer optimalen Lagefixierung des Randbereiches des Dichtungsbalges mit optimaler Dichtwirkung ist dauerhaft die Ausübung einer gleichmäßig auf den Umfang der Randbereiche bzw. Enden des Dichtungsbalges wirkenden Kraft bzw. Klemmkraft vorzusehen. Indem das Fixierungsmittel den Zapfenkörper umgreift, kann eine gleichmäßig auf den Umfang wirkende Kraft bzw. Klemmkraft auf das Ende bzw. den Randbereich des Dichtungsbalges aufgebracht werden, indem das Fixierungsmittel den Randbereich des Dichtungsbalges umlaufend auf den Zapfenkörper drückt bzw. presst . Von seinem Innendurchmesser bzw. seiner Innenkontur ist das Fixierungsmittel je nach Ausbildung so zu wählen, dass dessen Innendurchmesser bzw. seine Innenkontur mit dem Innendurchmesser bzw. der Innenkontur des Übergangsbereiches des Zapfenkörpers in etwa übereinstimmt, vorzugsweise vollständig übereinstimmt. Ist das Fixierungsmittel hülsenartig, so kann damit eine zylindrische oder eine kegelige Hülse gemeint sein. Es kann je nach Ausbildung der End- bzw. Randbereiche der Hülse ein Linien- bzw. Flächenkontakt mit dem Flanschbereich des Zapfenkörpers bestehen, wobei der Kontakt flanschseitig und/oder gelenkkugelseitig im Bereich des Zapfens bestehen kann. Das Fixierungsmittel steht somit zumindest teilweise mit dem Zapfenkörper in Kontakt. Alternativ kann auch ein ganzflächiger bzw. vollständiger Kontakt zwischen Fixierungsmittel und Zapfen und Flanschbereich bestehen.
Um eine gleichmäßig auf den Umfang wirkende Klemmkraft zu erreichen, ist der Endbereich des Fixierungsmittels flanschseitig derart auszulegen, dass der Randbereich des Dichtungsbalges in seiner Fixierungsposition auf den Zapfenkörper gedrückt bzw. gepresst werden kann. Der gegenüberliegende, gelenkkugelseitige Randbereich des Fixierungsmittels kann im Bereich der Öffnung der Gelenkkugel angeordnet sein.
Wenn vorgesehen ist, dass das Fixierungsmittel einen annähernd größtmöglichen, insbesondere größtmöglichen Flächenkontakt mit dem Übergangsbereich des Zapfenkörpers haben soll, so ist die Form des Fixierungsmittels so zu wählen, dass sie der Form des Übergangsbereiches des Zapfenkörpers entspricht. Wird das Fixierungsmittel derartig ausgeführt, so entsteht ein Fixierungsmittel, das als kragenartig oder trichterförmig beschrieben bzw. bezeichnet werden kann.
Wird der Dichtungsbalg aus einem bestimmten Material bzw. mit einer bestimmten Materialstärke bzw. Materialdicke gefertigt, so kann es erforderlich sein, das Fixie- rungsmittel nicht vollflächig sondern nur teilweise mit dem Zapfenkörper in Kontakt steht. In einer vorteilhaften Ausführung ist der Randbereich des Fixierungsmittels im Bereich der Fixierung des Randbereiches des Dichtungsbalges nicht in Kontakt mit dem Zapfenkörper. Mit anderen Worten besteht zwischen dem vorgenannten Ende des Fixierungsmittels und dem flanschseitigen Zapfenkörper ein umlaufender Spalt, wenn der Randbereich des Dichtungsbalges nicht verklemmt bzw. nicht eingebaut ist. Der Spalt ist so bemessen, dass mit Blick auf das Material des Dichtungsbalges bzw. dessen Materialdicke bzw. Materialstärke bei Verklemmen des Randbereiches des Dichtungsbalges eine optimale Kraft erzeugbar ist bzw. wird, so dass der Randbereich des Dichtungsbalges in seiner Position fixiert wird.
Wenn durch die Relativbewegung des Gelenkgehäuses zum Zapfenkörper eine so starke Auswinkelung erreicht wird, dass das Gelenkgehäuse bzw. der Gelenkgehäusekörper mit dem Übergangsbereich des Zapfenkörpers in Kontakt kommen würde, dann würde sich möglicherweise eine Beschädigung des Übergangbereiches ergeben, die unter ungünstigen Umständen eine so hohe Kerbwirkung hervorruft, dass eine Schwächung des Zapfenkörpers bewirkt wird. Als Konsequenz könnte so ein vorzeitiger Ausfall des gesamten Kugelgelenkes die Folge sein. Wird ein kragen- oder trichterförmiges Fixierungsmittel eingesetzt, welches vollflächig oder annähernd vollflächig am Übergangsbereich des Zapfenkörpers anliegt, so kann, ein entsprechender Werkstoff vorausgesetzt, das Fixierungsmittel zusätzlich zu seiner Funktion als Fixierungsmittel als Schutz vor Missbrauchsfällen des Zapfens bzw. Übergangsbereiches des Zapfenkörpers bei zu starker Auswinkelung eingesetzt werden. Die innerhalb des abgedichteten Raumes liegende Gelenkgehäusekante würde nämlich bei sehr starker Auswinkelung nicht direkt mit dem Zapfen sondern mit dem Fixierungsmittel in Kontakt geraten und den Zapfen schützen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Fixierungsmittel an seinem der Gelenkkugel zugewandten Randbereich mit dem Zapfenkörper und mit der Gelenkkugel in Kontakt stehen. Wenn die Kugel auf den Zapfen des Zapfenkörpers aufgepresst bzw. mit diesem verschraubt wird, so kann, wenn das Fixierungsmittel zuvor auf den Zapfenkörper aufgebracht wurde, das Fixierungsmittel mit dem Zapfenkörper verspannt werden. Der Grad der Verspannung richtet sich danach, wie weit die Kugel auf den Zapfenkörper aufgepresst wird oder alternativ, wie weit die Schraube angezogen wird, weil sich dadurch die Gelenkkugel auf den Zapfen bzw. den Zapfenkörper zubewegen lässt. Der kreisförmige umlaufende Endbereich der Gelenkkugel kann das Fixierungsmittel in Richtung des Flansches des Zapfenkörpers bewegen und dadurch eine Kraft auf das Fixierungsmittel ausüben. Wenn zwischen den Endbereich bzw. Randbereich des Fixierungsmittels in diesem Bereich zuvor der Randbereich des Dichtungsbalges in die Fixierungsposition gebracht wird, so kann mit Aufpressen der Kugel bzw. Verspannen mittels der Schraube die Klemmkraft auf den Randbereich des Dichtungsbalgendes eingestellt werden. Somit ist es denkbar, dass für verschiedenartige Dichtungsbälge aus unterschiedlichen Werkstoffen mit unterschiedlichen Materialdicken bzw. Materialstärken ein und dasselbe Fixierungsmittel verwendet werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung kann das Fixierungsmittel vorteilhafterweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig an den Zapfenkörper festgelegt sein. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann das Fixierungsmittel mit dem Zapfenkörper mittels Kleben und/oder Schweißen miteinander verbunden sein. Bei einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Zapfenkörper und Fixierungsmittel sind diese zueinander so auszubilden, dass beim Aufsetzen beispielsweise eine Verklemmung oder Verrastung zwischen Fixierungsmittel und Zapfenkörper stattfindet. Wenn das Fixierungsmittel formschlüssig an dem Zapfenkörper festgelegt ist kann das Fixierungsmittel an seinem gelenkkugelseitigen Randbereich einen geringfügig kleineren Durchmesser als der Zapfen aufweisen. Beim Aufschieben auf den Zapfen ergibt sich dann eine Verklemmung. Im Bereich der Fixierposition kann der Zapfen alternativ auch eine Nut aufweisen, in die der Randbereich des Fixierungsmittels eingreifen, einrasten oder verrasten kann, umso einen Formschluss zu erzeugen. Das Fixierungsmittel ist dabei lediglich derart zu gestalten, dass es bis zum Einrasten aufschiebbar ist. Hierzu kann der gelenkkugelseitige Randbereich des Fixierungsmittels geschlitzt sein.
Gemäß einer Weiterbildung des Kugelgelenkes kann zur weiteren Verbesserung der Dichtwirkung der Randbereich des Dichtungsbalges eine Verdickung aufweisen. Diese Verdickung kann nach Art einer ringförmigen Wulst ausgeführt sein. Das Dichtungsbalgende bzw. der Randbereich des Dichtungsbalges weist durch die Verdickung eine größere Materialstärke auf, wodurch eine Verbesserung der Dichtwirkung bzw. eine Erhöhung der Klemmkraft bei gleichem umlaufendem Spalt zwischen dem Randbereich des Fixierungsmittels und dem Flansch des Zapfenkörpers erzielbar ist.
Das Kugelgelenk kann eine weitere vorteilhafte Weiterbildung aufweisen, indem die Verdickung des Randbereiches des Dichtungsbalges von einer in Bezug auf die Längsachse des Zapfenkörpers radial nach außen weisenden Abkragung des Fixierungsmittels umgriffen ist. Die radial nach außen weisende Abkragung des Fixierungsmittels bewirkt, dass in dem Fixierungsbereich bzw. dem Bereich der Lagefixierung ein Spalt zwischen dem Ende bzw. Endbereich bzw. Randbereich des Fixierungsmittels und dem Zapfenkörper besteht, wenn der Dichtungsbalg nicht zwischen diesen Bauteilen festgelegt ist. Mit Blick auf die zu erzielende Dichtwirkung bzw. erforderliche oder gewünschte Klemmkraft, kann so zusätzlich erreicht werden, dass der Randbereich des Dichtungsbalges verbessert in Position gehalten werden kann. Insbesondere bei starker Auswinkelung von Gelenkgehäuse relativ zum Zapfenkörper wird der Dichtungsbalg stark belastet. Es entstehen so an dem Randbereich des Dichtungsbalges Zug- und/oder Druckkräfte, die ggf. bei Missbrauch ein Herausziehen oder Herausdrücken des Randbereiches des Dichtungsbalges aus der Fixierposition bewirken könnten. Dies kann zum einen durch den Wulst bzw. die Verdickung des Randbereiches des Dichtungsbalges und zusätzlich durch die radial nach außen weisende Abkragung bewirkt, die ein verbessertes Umgreifen des Randbereiches des Dichtungsbalges ermöglicht.
Wenn der Flanschbereich des Zapfenkörpers ausreichend dimensioniert werden kann, so kann der Zapfenkörper eine umlaufende Nut oder Prägung aufweisen, die den Randbereich des Dichtungsbalges teilweise aufnimmt. Eine Kombination mit den zuvor genannten Möglichkeiten Verdickung durch eine Wulst bzw. Umgreifen der Wulst des Dichtungsbalges kann zusätzlich eine weitere wirkungsvolle Möglichkeit zur Verhinderung des Ausreißens des Randbereiches des Dichtungsbalges bieten.
In einer weiteren Alternative zur Verhinderung des Ausreißens des Randbereiches des Dichtungsbalges aus seiner Fixierposition kann eine umlaufende Materialanhäufung an dem Flanschbereich des Zapfenkörpers vorgesehen sein. Die Materialanhäufung kann vorzugsweise eine ringförmige Kontur aufweisen. In Bezug auf den Au- ßendurchmesser des Randbereichs des Dichtungsbalges bzw. Dichtungsbalgendes weist die ringförmige Materialanhäufung einen größeren Durchmesser als dieser auf. Das flanschseitige Ende des Fixierungsmittels weist einen etwa gleich großen, vorzugsweise gleich großen Durchmesser auf wie die Materialanhäufung.. Bei einem Wulst oder ringförmigen Randbereich des Dichtungsbalges wird dieser zwischen der Abkra- gung des Fixiermittels und der Materialanhäufung des Zapfenkörpers in Position gehalten bzw. geklemmt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fixierungsmittel für ein Kugelgelenk, wobei das Fixierungsmittel hülsenartig, kragenartig oder trichterförmig ausgebildet sein kann. Das Fixierungsmittel ist insbesondere zur Lagefixierung des Randbereiches eines Dichtungsbalges an einem Kugelgelenk, wie zuvor beschrieben, geeignet, um gleichmäßig auf den Umfang des zapfenkörperseitigen Dichtungsbalgendes dauerhaft eine Klemmkraft auszuüben und den Dichtungsbalg in seiner vorgesehenen Position festzulegen. Insbesondere durch die kragenartige oder trichterförmige Ausbildung des Fixierungsmittels ist es möglich, dass dieses in größtmöglichem Kontakt mit einem Übergangsbereich eines Zapfenkörpers steht, der mit annähernd gleicher, insbesondere gleicher Formgebung, den Übergang vom Zapfen in den Flanschbereich sicherstellt.
Da beim Übergang vom Zapfen in den Flanschbereich eine Durchmesserzunahme vorgesehen ist, ist das Fixierungsmittel derart ausgebildet, dass die kreisförmigen Randbereiche des Fixierungsmittels voneinander verschiedene Durchmesser aufweisen. Vorteilhafter Weise entspricht der geringere Durchmesser in etwa dem Durchmesser des Zapfens des Zapfenkörpers. Dieser Durchmesser stellt den geringeren Durchmesser des bevorzugt kreisförmigen Randbereiches des Fixierungsmittels dar. Der Durchmesser des anderen, gegenüberliegenden Randbereiches ist derart ausgelegt, dass das Fixierungsmittel in etwa einem Durchmesser zur Überdeckung des Randbereiches des Dichtungsbalges aufweist.
Das Fixierungsmittel kann je nach Anwendungsfall aus verschiedenen Werkstoffen, hergestellt sein. In bevorzugter Weise ist das Fixierungsmittel aus Stahl oder Federstahl oder Kunststoff oder aus einem Elastomer oder aus einem thermoplastischen Kunststoff gefertigt. Vorzugsweise ist der Kunststoff verstärkt bzw. mit anderen Worten armiert ausgestaltet. Als Verstärkung kann eine Metalleinlage oder können Filamente oder ein Faserwerkstoff (Glasfaser, Kohlefase) dienen, die der Kunststoffhülse die erforderliche Festigkeit verleihen, und dass die geforderte Elastizität eingehalten werden kann, ohne dass der Werkstoff zu fließen beginnt.
Alternativ kann das Fixierungsmittel auch aus einem Leichtmetall hergestellt sein, beispielsweise aus Aluminium oder Magnesium bzw. aus einer Legierung, die diese Metalle enthält.
In einer alternativen Ausführungsform weist das Fixierungsmittel an seinen Randbereichen in Bezug zu seiner Längsachse radial nach außen weisende Komponenten auf, die insbesondere bogenförmig, kragenartig oder flanschartig ausgebildet sein können. Die Randbereiche können in axialer Richtung in Bezug auf die Längsachse geschlitzt sein.
Die Funktionen der radial nach außen weisenden Komponenten sind derart, dass sich durch diese in Bezug auf die Längsachse des Fixierungsmittels eine vergrößerte Abstützfläche ergibt. Diese Abstützfläche kann sinnvoll sein, wenn das Fixierungsmittel, wie zuvor beschrieben, in einem Kugelgelenk zur Anwendung kommt und über die Ab- stützflächen eine gleichmäßige umlaufende Klemmkraft erzeugt werden soll, wenn diese auf einen Randbereich eines Dichtungsbalgendes wirkt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes mit den nachfolgend aufgeführten nicht zwingend aufeinanderfolgenden Herstellungsschritten. Auf den Zapfenkörper wird ein Dichtungsbalg aufgesetzt. Das dem Zapfenkörper zugewandte Dichtungsbalgende gelangt so in Kontakt mit dem Zapfenkörper. Es wird das Fixiermittel über den Zapfen des Zapfenkörpers gestülpt bzw. geschoben, ist der flanschseitige Randbereich des Fixierungsmittels mit dem Randbereich des Dichtungsbalges zur Anlage gelangt. Wenn das Fixiermittel wiederum mittels Stoffschluss auf dem Zapfenkörper festgelegt werden soll, ist vor dem Montieren des Fixierungsmittels auf den Zapfenkörper z. B. ein Klebstoff auf den Übergangsbereich des Zapfenkörpers aufzubringen bzw. aufzutragen. Alternativ kann ein Klebstoff ebenso auf das Fixierungsmittel aufgetragen werden, bevor das Fixierungsmittel auf den Zapfenkörper in Position gesetzt wird. Die Gelenkkugel wird auf dem Zapfen des Zapfenkörpers aufgesetzt. Wenn zwischen Gelenkkugel und Zapfen des Zapfenkörpers eine Presspassung vorgesehen ist, d. h. der Innendurchmesser der Gelenkkugel geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Zapfens ist, wird die Gelenkkugel in diesem Schritt auf den Zapfen aufgepresst. Die Gelenkkugel kann dabei je nach Ausführung des Fixierungsmittels vollständig auf den Zapfen des Zapfenkörpers aufgepresst werden, bis die Stirnfläche des Zapfens mit der gegenüberliegenden inneren Fläche der Gelenkkugel in Anschlag gerät. Wenn die Gelenkkugel auf dem Zapfen durch eine Verschraubung gehalten wird, wird mit Blick auf die Montage die Kugel zunächst auf den Zapfen aufgesetzt und anschließend die Schraube durch die Durchgangsbohrung bis zum Zapfenkörper eingeführt und mit dem Innengewinde der Gelenkkugel verschraubt. Wenn das Fixierungsmittel so ausgeführt ist, dass dieses an seinem gelenkkugelseitigen Randbereich einen radial auswärts weisenden Flansch aufweist, so kann dieser Randbereich als Ab- stützfläche für den Randbereich der Gelenkkugel dienen. Wird die Gelenkkugel auf den Zapfen aufgesetzt, so gelangt sie in Kontakt mit dem Flansch des Fixierungsmittels. Durch weiteres Aufschieben bzw. Pressen in Richtung Flansch des Zapfenkörpers wird das Fixierungsmittel ebenfalls in Richtung des Flansches des Zapfenkörpers transportiert. Je nach gewünschter Klemmkraft kann diese über den Weg der Gelenkkugel eingestellt werden. Anschließend wird das Gelenkgehäuse bzw. der Gelenkgehäusekörper auf die Gelenkkugel aufgesetzt. Wenn eine Lagerschale zur Lagerung der Gelenkkugel verwendet wird, wird je nach Bauart die Lagerschale zuvor auf die Gelenkkugel oder aber in den Gelenkgehäusekörper eingesetzt. Je nach Bauart wird die Lagerschale in dem Gelenkgehäusekörper fixiert, z. B. durch einen Sicherungsring, der in eine im Gelenkgehäusekörper innenliegende Nut eingreift. Bei dem vorgenannten Schritt kann der Randbereich des Dichtungsbalges noch nicht auf dem vorgesehenen Verbindungsbereich an dem Gelenkgehäusekörper montiert sein. Daher ist bei dem vorgenannten Schritt der zu dem Gelenkgehäusekörper weisende Randbereich des Dichtungsbalges z. B. durch ein Werkzeug oder von Hand in Richtung des Flansches des Zapfenkörpers niederzuhalten, damit ausreichend Platz für die Sicherung der Lagerschale zur Verfügung steht. Abschließend wird der Randbereich des Dichtungsbalges auf den an dem Gelenkgehäusekörper vorgesehenen Verbindungsbereich aufgesetzt, so dass der Verbindungsbereich des Gelenkgehäusekörpers vollständig von dem Randbereich des Dichtungsbalges umschlossen wird. Zur Sicherung des Randbereiches des Dichtungs- balges in dieser Position wird anschließend ein Spannring oder eine Schelle, insbesondere eine schraubbare Schelle, montiert.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen gemäß den nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Kugelgelenkes in einer ersten Ausführungsform, das in einer nicht ausgewinkelten Position dargestellt ist;
Fig. 2 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines Kugelgelenkes in einer zweiten Ausführungsform in stark ausgewinkelter Position;
Fig.3 a,b,c zeigen unterschiedliche Ausführungen eines Fixierungsmittels
Aus den Figuren 1 und 2 sind unterschiedliche Ansichten eines Kugelgelenkes 10 in verschiedenen Ausführungsformen ersichtlich. Beide Figuren zeigen das Kugelgelenk 10 jeweils in einer teilgeschnittenen Darstellung. Beide Figuren zeigen jeweils einen Gelenkgehäusekörper 1 sowie einen Zapfenkörper 3, die von einem Dichtungsbalg 4 vollumfänglich umgeben sind, wobei ein erster Randbereich des Dichtungsbalges 4 den Gelenkgehäusekörper an einem ersten Verbindungsbereich 8 fest umschließt und ein zweiter Randbereich 7 des Dichtungsbalges 4 fest an einem zweiten Verbindungsbereich 8b des Zapfenkörpers 3 anliegt, wodurch sich ein abgedichteter Innenraum 30 ergibt.
Beiden Figuren ist der Zapfenkörper 3 entnehmbar, der sich von einem Flanschbereich des Zapfenkörpers 27 über einen Übergangsbereich 15a in einen Zapfen 15 erstreckt. Dargestellt weist der Zapfen 15 eine zylindrische Form auf und ist von einer Gelenkkugel 2 in einem Verbindungsbereich 9 umgriffen. Die Gelenkkugel 2 wird auf den Zapfen 15 durch eine Schraube 18 in Position gehalten. Die Gelenkkugel 2 und somit der Zapfenkörper 3 ist über eine Lagerschale 26 in dem Gelenkgehäusekörper 1 dreh- und schwenkbeweglich gelagert. Die Lagerschale 26 ist über einen Sicherungsring 24 in einer Nut 25 im Gehäuse fixiert. Zur zusätzlichen Sicherung des Sicherungs- ringes bzw. der Lagerschale ist der Rand des Gelenkgehäusekörpers 1 nach innen zur Gelenkkugel 2 umgebördelt.
Der Zapfenkörper 3 weist einen Flanschbereich 27 auf, an dessen von dem Zapfen 15 abgewandten Fläche eine Anschlussfläche 27a für Anschlussbauteile, beispielsweise zur Anbindung an ein Fahrwerk, ausgebildet ist.
Der zylindrisch ausgebildete Zapfen 15 geht von einem Übergangsbereich 15a unter stetiger Durchmesserzunahme in den Flanschbereich 27 des Zapfenkörpers 3 über. Sowohl in der Figur 1 als auch in der Figur 2 ist der Übergangsbereich 15a in der Schnittdarstellung als ein kurvenförmiger Bereich bzw. eine parabelförmige bzw. para- belastförmige Kontur erkennbar.
Der Dichtungsbalg 4 ist gelenkgehäuseseitig mit seinem Randbereich 6 an einem Verbindungsbereich 8 des Gelenkgehäusekörpers 1 festgelegt. Der Verbindungsbereich 8 ist am Gelenkgehäusekörper 1 als ein Flansch ausgebildet, der als umlaufende Fläche in etwa parallel zum Randbereich der Lagerschale 26 ausgebildet ist. Der Randbereich 6 ist gelenkgehäuseseitig über eine Spannschelle 35 in Position fixiert.
Der Zapfenkörper 3 weist an seiner von der Gelenkkugel 2 abgewandten Seite, wie oben bereits beschrieben, einen Flanschbereich 27 auf, der an seiner Unterseite eine Anschlussfläche 27a aufweist. Auf der der Anschlussfläche 27a gegenüberliegenden Seite des Zapfenkörpers, die in etwa parallel zur Anschlussfläche 27a verläuft, liegt der Randbereich 7 des Dichtungsbalgs 4 an dem Verbindungsbereich 8b an. Da das einfache, nicht fixierte Anliegen des Dichtungsbalges 4 auf dem Zapfenkörper 3 für die Abdichtung nicht ausreichend ist, insbesondere bei Relativbewegungen von Zapfenkörper 3 zum Gelenkgehäusekörper 1 , ist es notwendig, den Randbereich 7 des Dichtungsbalges 4 durch ein geeignetes Mittel in Position zu halten bzw. zu fixieren. Hierzu kommt das Fixierungsmittel 5 zum Einsatz, welches sowohl in der Figur 1 als auch in der Figur 2 als ein hülsenförmiger oder trichterförmiger Körper gezeigt ist.
In der Figur 1 weist der Zapfenkörper 3 etwa am Übergang vom Zapfen 15 in den Übergangsbereich 15a eine Rille oder Nut 15b auf. Der erste, der Gelenkkugel zuge- wandte Randbereich 17 des Fixierungsmittels liegt in dieser Nut 15b an. Das Fixierungsmittel weist vor der Montage einen geringfügig geringeren Durchmesser auf als der Zapfen 15 bzw. Zapfenbereich 15a. Bei der Montage rastet der Randbereich 17 quasi in die Nut ein, womit sich in Relation zum Zapfenkörper 3 eine definierte Position für das Fixierungsmittel 5 ergibt.
Das Fixierungsmittel 5 kann mit seinem Randbereich 17 ebenfalls mit dem unteren Rand der Gelenkkugel 2 in Kontakt stehen. In dieser gezeigten Ausführung wird das Fixierungsmittel 5 somit formschlüssig in Position gehalten. Der untere dem Zapfenkörper 3 zugewandte Randbereich 1 6 des Fixierungsmittels 5 klemmt den Randbereich 7 des Dichtungsbalgs 4 zwischen dem Randbereich 1 6 und dem Zapfenkörper 3 ein.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt das Fixierungsmittel 5 vollflächig bzw. vollumfänglich bzw. mit Flächenkontakt an dem Zapfenkörper 3 bzw. an dessen Übergangsbereich 15a an.
Der Zapfenkörper 3 weist eine Längsachse 28 auf, wobei parallel zu dieser ein Durchgangsloch 21 in den Zapfenkörper 3 eingebracht ist. Die Verschraubung von Zapfenkörper 3 und Gelenkkugel 2 erfolgt durch die Schraube 18. In den Außenbereich des Flanschbereiches 27 sind Durchgangslöcher bzw. Bohrungen 19 eingebracht, durch die der Zapfenkörper mit seiner Anschlussfläche an Anschlussbauteile befestigt werden kann.
Im Unterschied zur Figur 1 zeigt Figur 2 ein sehr stark ausgewinkeltes Kugelgelenk 10. Es ist ersichtlich, dass in der dargestellten Situation die Auswinkelung derart stark ist, dass die Unterseite des Gelenkgehäusekörpers 1 mit dem Fixierungsmittel 5 in Kontakt gerät. Das Fixierungsmittel 5 kann so ein Anschlagen des Gelenkgehäusekörpers 1 direkt an den Zapfenkörper 3 verhindern, so dass es zu keiner Beschädigung und nachfolgenden Schwächung des Zapfenkörper 3 am Zapfen 5 bzw. Übergangsbereich 15a kommen kann. Hierzu ist für das Fixierungsmittel ein entsprechend hochwertiger, z.B. gehärteter Werkstoff vorzusehen. Der Flanschbereich des Zapfenkörpers 27 weist in Figur 2 an seiner von der Anschlussfläche 27a abgewandten Seite (der Gelenkkugel zugewandten Seite) eine umlaufende Materialanhäufung 20 auf. Aus der Figur 2 ist ersichtlich, dass eine Abkragung 23 des Fixierungsmittels 5 nicht lediglich eine radial nach auswärts weisende Abkragung ist, sondern dass diese in etwa, wie im Schnitt dargestellt, eine wellenförmige bzw. wellenartige Kontur aufweist. Die Wellenform soll in etwa der Form des Flanschbereiches des Zapfenkörpers 3 mit der umlaufenden Materialanhäufung 20 folgen bzw. parallel zu dieser verlaufen. Hintergrund dieser speziellen Ausformung sowohl des Fixierungsmittels 5 als auch des Flanschbereiches 27 des Zapfenkörpers 3 ist, dass der Randbereich 1 6 des Dichtungsbalges 4 in verbesserter Form verklemmt werden kann. Insbesondere wenn der Dichtungsbalg 4 bzw. dessen Randbereich 7 eine umlaufende wulstartige Verdickung 7a aufweist, kann der Randbereich 7 des Dichtungsbalges 4 besser fixiert bzw. in dieser Position gehalten werden.
In Figur 2 ist der obere Randbereich 17 des Fixierungsmittels 5 in Form eines Flansches ausgebildet, der sich radial nach auswärts erstreckt. Dieser Flansch 22 des Fixierungsmittels 5 ist in Kontakt mit dem unteren Rand der Gelenkkugel 2. Durch die gewählte Konstruktion wird in der Ausführung gemäß Figur 2 das Fixierungsmittel von der Gelenkkugel auf den Zapfenkörper 3 gedrückt bzw. gepresst. Dadurch kann eine besonders hohe Klemmkraft gewählt werden, um den Randbereich 7 des Dichtungsbalgs 4 in Position zu fixieren.
Ist in der Figur 1 oder der Figur 2 das Fixierungsmittel 5 als Hülse bzw. Trichter dargestellt, die umlaufend ausgebildet ist, so kann das Fixierungsmittel auch weitere Formen aufweisen, die in der Figur 3a, b oder c dargestellt sind.
Figur 3a zeigt im Detail im Schnitt ein Fixierungsmittel 5, wie dieses in Figur 1 zum Einsatz kommen kann. Es ist deutlich erkennbar, dass sowohl der obere Rand als auch der untere Rand keine radial auswärts weisende Abkragung aufweisen. Dieses Fixierungsmittel kann insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn es ausreichend ist, dass das Fixierungsmittel auf den Zapfen bzw. Zapfenkörper lediglich aufgeschoben wird und der Kraftschluss auf dem Zapfen bzw. Zapfenkörper ausreicht, um an der Un- terseite bzw. an dem unteren Randbereich 16 den Randbereich 7 des Dichtungsbalges 4 mit dem Zapfenkörper 3 zu verklemmen.
In der Figur 3b ist das Fixierungsmittel als ein Kegel ausgebildet. In diesem Fall wäre das Fixierungsmittel 5 nur teilweise mit dem Zapfenkörper 3 in Kontakt. Das Fixierungsmittel 5 weist an seinem oberen Randbereich Schlitze auf, die in Form des geschlitzten Randbereiches 17a dargestellt sind. Insbesondere wenn der obere Durchmesser des Fixierungsmittels 5 geringer als der Durchmesser des Zapfens 15 des Zapfenkörpers 3 ist, kann das Fixierungsmittel 5 leichter bei der Montage über den Zapfen 15 geschoben werden. Diese Ausführung kann insbesondere dann gewählt werden, wenn das Fixierungsmittel 5 mit dem Zapfen 15 bzw. Zapfenkörper 3 bzw. Übergangsbereich 15a verrasten soll und einer der genannten Bereiche eine umlaufende Rille o- der Nut 15b aufweist, in die der obere Randbereich 17 des Fixierungsmittels 5 nach der Montage eingreift bzw. einrastet.
Figur 3c schließlich zeigt im Detail ein Fixierungsmittel 5, wie dieses in Figur 2 zum Einsatz kommt. An seinem oberen Randbereich 17 ist deutlich der radial auswärts weisende Flansch 22 ersichtlich, der mit dem unteren Rand der Gelenkkugel 2 in Kontakt gerät, wenn die Gelenkkugel 2 nach der Montage auf den Zapfen 15 mit seinem unteren Rand das Fixierungsmittel 5 auf den Flanschbereich des Zapfenkörper 27 drückt bzw. presst. An seinem unteren Randbereich 16 weist das Fixierungsmittel 5 eine radial auswärts weisende etwa wellenförmige Abkragung 23 auf. Diese Abkragung 23 ist derart ausgebildet, dass diese eine Verdickung des unteren Randbereiches 7 des Dichtungsbalges 4 besser umgreifen kann bzw. besser mit einer umlaufenden Materialanhäufung 20 am Flanschbereich des Zapfenkörpers 27 zusammenwirken kann, um eine verbesserte Klemmwirkung zu erzielen. Bezuqszeichen
Gelenkgehäusekörper
Gelenkkugel
Zapfenkörper
Dichtungsbalg
Fixierungsmittel
Randbereich (Dichtungsbalg)
Randbereich (Dichtungsbalg)a Verdickung Randbereich
Verbindungsbereich
b Verbindungsbereich
Verbindungsbereich
0 Kugelgelenk, Zentralgelenk5 Zapfen
5a Übergangsbereich
5b Nut (Zapfen/Übergangsbereich)6 Randbereich (Fixierungsmittel)7 Randbereich (Fixierungsmittel)7a geschlitzter Randbereich
8 Schraube, Schraubverbindung9 Durchgangsloch
0 umlaufende Materialanhäufung1 Durchgangsloch
2 Flansch (des Fixierungsmittels)3 Abkragung (des Fixierungsmittels)4 Sicherungsring
5 Nut
6 Lagerschale
7 Flanschbereich Zapfenkörper7a Anschlussfläche
0 Innenraum
5 Spannmittel, Spannschelle

Claims

Patentansprüche
1 . Kugelgelenk (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Gelenkgehäusekörper (1 ) mit einer darin beweglich gelagerten Gelenkkugel (2), wobei die Gelenkkugel (2) mit einem Zapfenkörper (3) verbunden ist, einem Dichtungsbalg (4), der mit seinen beiden Randbereichen (6, 7) zum einen den Gelenkgehäusekörper (1 ) und zum anderen den Zapfenkörper (3) zur Ausbildung eines abgedichteten Innenraumes umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Innenraum liegendes Fixierungsmittel (5) vorgesehen ist, um eine Lagefixierung des Randbereiches (7) des Dichtungsbalges (4) an dem Zapfenkörper (3) zu bewirken.
2. Kugelgelenk (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungsmittel (5) hülsenartig, kragenartig oder trichterförmig ausgebildet ist und den Zapfenkörper (3) umgreift.
3. Kugelgelenk (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungsmittel (5) zumindest teilweise mit dem Zapfenkörper (3) in Kontakt steht.
4. Kugelgelenk (10) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungsmittel (5) an seinem der Gelenkkugel (2) zugewandten Randbereich (17) mit dem Zapfenkörper (3) und mit der Gelenkkugel (2) in Kontakt steht.
5. Kugelgelenk (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungsmittel (5) durch Verklemmen mit seinem der Gelenkkugel (2) zugewandten Randbereich (17) an dem Zapfenkörper (3) festgelegt ist.
6. Kugelgelenk (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfenkörper (3) eine Nut (15b) aufweist, in die der Randbereich (17) des Fixierungsmittels (5) eingreift, der der Gelenkkugel (2) zugewandt ist.
7. Kugelgelenk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsbalg (4) an wenigstens einem Randbereich (6, 7) eine Verdickung (7a) aufweist.
8. Kugelgelenk (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickung (7a) von einer in Bezug auf die Längsachse des Zapfenkörpers (3) radial nach außen weisende Abkragung (23) des Fixierungsmittels (5) umgriffen ist.
9. Kugelgelenk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfenkörper (3) im Bereich der Lagefixierung des Dichtungsbalges (4) eine umlaufende Materialanhäufung (20) aufweist.
10. Fixierungsmittel (5) für ein Kugelgelenk zur Lagefixierung des Randbereiches eines Dichtungsbalges an einem Kugelgelenk, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungsmittel (5) kegelförmig, hülsenartig, kragenartig oder trichterförmig ausgebildet ist.
1 1 . Fixierungsmittel (5) für ein Kugelgelenk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisförmigen Randbereiche des Fixierungsmittels (5) voneinander verschiedene Durchmesser aufweisen.
12. Fixierungsmittel (5) für ein Kugelgelenk nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungsmittel (5) aus Stahl oder Federstahl oder einem armierten Kunststoff oder einem Leichtmetall gefertigt ist.
13. Fixierungsmittel für ein Kugelgelenk nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungsmittel (5) an seinen Randbereichen eine in Bezug zu seiner Längsachse radial nach außen weisende Komponente aufweist.
14. Verfahren zu Herstellung eines Kugelgelenkes nach den Ansprüchen 1 bis 10 mit einem Fixierungsmittel nach den Ansprüchen 1 1 bis 13, mit den Schritten
- auf den Zapfenkörper wird ein Dichtungsbalg aufgesetzt - das Fixiermittel wird über den Zapfen des Zapfenkörpers gestülpt, bis der flanschseitige Randbereich des Fixierungsmittels mit dem Randbereich des Dichtungsbalges zur Anlage gelangt
- die Gelenkkugel wird auf dem Zapfen des Zapfenkörpers aufgesetzt
- Einsetzen der Gelenkkugel in den Gelenkgehäusekörper
- der Randbereich des Dichtungsbalges wird auf den an dem Gelenkgehäusekörper vorgesehenen Verbindungsbereich aufgesetzt
- Montieren eines Spannmittels zur Sicherung des Randbereiches des Dichtungsbalges an dem Gelenkgehäusekörper in dieser Position
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkkugel m Einsetzen in den Gelenkgehäusekörper in eine Lagerschale eingesetzt wird.
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