WO2018162169A1 - Kugelgelenk - Google Patents

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WO2018162169A1
WO2018162169A1 PCT/EP2018/053243 EP2018053243W WO2018162169A1 WO 2018162169 A1 WO2018162169 A1 WO 2018162169A1 EP 2018053243 W EP2018053243 W EP 2018053243W WO 2018162169 A1 WO2018162169 A1 WO 2018162169A1
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ball
joint
housing
central axis
opening
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PCT/EP2018/053243
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Inventor
Jürgen GRÄBER
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/05—Vehicle suspensions, e.g. bearings, pivots or connecting rods used therein

Definitions

  • the invention relates to a ball joint with a housing comprising a housing opening, which is associated with a extending in an axial direction and through the housing opening extending central axis, a ball joint comprising a ball pivot, which is movably mounted with its ball joint in the housing and from this extending through the housing opening, and a fixedly in the housing, surrounding the central axis and the joint ball in the axial direction supporting the locking ring which defines a Ver gleichringö réelle through which the ball pin extends through.
  • Such a ball joint is used for example in the chassis of a motor vehicle and is e.g. known from DE 10 2015 211 005 A1.
  • the locking ring For axial support of the joint ball, the locking ring covers the joint ball and / or a ball socket receiving the ball joint in the axial direction.
  • This overlap is the smaller, the greater the desired deflection of the ball pin relative to the housing, so that a greater deflectability associated with a lower ability for axial support of the ball joint with an otherwise unchanged ball joint.
  • the reduction of the overlap thus reduces the load capacity of the ball joint in the axial direction.
  • the ball joint is often built larger. Due to the limited space in motor vehicles, a larger joint is undesirable. Furthermore, a larger joint increases the weight of the motor vehicle and thus the fuel consumption. Finally, the enlargement of the joint, more expensive because of the increased use of materials, the cost of the joint.
  • the present invention seeks to increase the axial load capacity of a ball joint of the aforementioned without significant enlargement of the joint can.
  • This object is achieved by a ball joint according to claim 1.
  • Preferred developments of this ball joint are given in the subclaims and in the following description.
  • the aforementioned ball joint with a housing opening comprising a housing, which is associated with a extending in an axial direction and through the housing opening extending central axis, a ball joint comprising a ball pivot, which is movably mounted with its ball joint in the housing and from this by extends the housing opening therethrough, and a tightly in the housing, surrounding the central axis and the joint ball in the axial direction supporting locking ring defining a closure ring opening through which the ball pin extends therethrough, in particular further developed that the closure ring opening in a transverse to the central axis extending longitudinal direction is formed larger than in a direction transverse to the central axis and the longitudinal direction transverse direction.
  • the increased axial overlap in the transverse direction leads in particular to an additional surface portion which is available for axial support, so that the surface pressure can be reduced in the axial direction. This leads advantageously to a reduction of wear.
  • the additional surface portion is particularly advantageous for the measurement of spring stiffness after wear tests and may also be referred to as an additional adjuster.
  • the central axis preferably passes through the center of the joint ball.
  • One or any direction transverse to the central axis and / or the axial direction is referred to in particular as a radial direction.
  • the housing preferably comprises a housing interior.
  • the ball pin is movably mounted with its ball joint in the housing interior.
  • the interior of the housing advantageously transitions into the housing opening, in particular in the axial direction.
  • the lock ring sits e.g. in the housing opening and / or in the housing interior.
  • the closure ring is seated in a region of the housing interior facing the housing opening.
  • the locking ring in particular in the axial direction, is seated between the joint ball and the housing opening.
  • the locking ring is seated, in particular in the axial direction, between the joint ball and an inner shoulder of the housing, which is provided in particular in the region of the housing opening.
  • the locking ring is supported in the axial direction on the inner shoulder.
  • the locking ring preferably with its end facing away from the ball joint, in particular in the axial direction, on the inner shoulder.
  • the inner shoulder is preferably annular.
  • the closure ring preferably covers the joint ball in the axial direction.
  • the closure ring opening for example in a plane transverse to the central axis ring plane, oval and / or elliptical and / or formed as a slot.
  • the projection of the closure ring opening is formed on a transverse to the central axis projection plane oval and / or elliptical and / or slot-shaped.
  • the central axis extends centrally through the housing opening and / or the lock ring opening.
  • the housing opening is preferably larger than the closure ring opening.
  • the closure ring opening and the housing opening are preferably successively and / or successively in the axial direction intended.
  • the closure ring opening lies in the axial direction between the joint ball and the housing opening.
  • the housing comprises a housing edge defining the housing opening, which is preferably bent inwards and / or preferably engages over the locking ring in the axial direction.
  • the locking ring is fixed in the axial direction in particular form-fitting manner in the housing.
  • the bending of the housing edge is preferably carried out by pressure-loaded rollers and is therefore also referred to as rolling.
  • the inner shoulder is formed in particular by the inwardly bent edge of the housing.
  • the end face of the closure ring facing away from the joint ball lies in a front side plane extending transversely to the central axis, which is for example also referred to as the outer end side plane.
  • the outer peripheral surface of the closure ring in particular with respect to the central axis, is rotationally symmetrical and / or circular and / or circular cylindrical. This preferably applies over the entire axial extent of the closure ring.
  • the housing opening and / or the housing interior and / or the region of the interior of the housing facing the housing opening is or are preferred, in particular with respect to the center axis, rotationally symmetrical and / or circular and / or circular cylindrical.
  • the outer peripheral surface of the lock ring is preferably abutted on an inner circumferential surface of the housing.
  • This inner peripheral surface of the housing is advantageous, in particular with respect to the central axis, rotationally symmetrical and / or circular and / or circular cylindrical.
  • this inner peripheral surface of the housing in the housing opening and / or in the housing interior and / or in provided the housing opening facing the region of the housing interior.
  • the joint ball is mounted in the housing with the interposition of a spherical shell, in particular movable.
  • the ball joint in particular slidably seated in the ball socket.
  • the ball socket is advantageously arranged in the housing interior.
  • the ball pin is preferably articulated with its ball joint in the housing and / or in the ball shell.
  • the ball pin with its ball joint is rotatably and / or deflectably mounted in the housing and / or in the ball shell.
  • the ball socket made of plastic, in particular of a thermoplastic material.
  • the plastic is, for example, free of fibers.
  • the plastic is e.g. mixed with fibers and / or reinforced, for example, comprise glass fibers.
  • the spherical shell in particular with respect to the central axis, rotationally symmetrical.
  • the ball socket in particular on its side facing the housing opening, comprises a spherical shell opening, through which the ball pin, in particular out of the ball socket, extends.
  • the spherical shell comprises a spherical shell opening surrounding and / or limiting overlapping region, which covers the joint ball in the axial direction.
  • the overlap region is inclined inwardly in the direction of the housing opening with respect to the central axis.
  • the overlapping area is or is covered in the axial direction by the locking ring.
  • the central axis extends, in particular centrally, through the spherical shell opening.
  • the locking ring in particular in the axial direction, is seated between the ball socket and the housing opening.
  • the locking ring in particular in the axial direction, is seated between the ball socket and the inner shoulder of the housing.
  • the spherical shell is supported in the axial direction on the locking ring.
  • the spherical shell preferably in or with its coverage area, in particular in the axial direction, on the locking ring.
  • the overlap area together with the or an inner peripheral surface of the housing defines an annular space.
  • the annular space is preferably in the axial direction limited by the inner shoulder.
  • the annular space is provided in the housing interior.
  • the closure ring is arranged in the annular space and / or the closure ring is seated in particular in the annular space.
  • the annular space is preferably wedge-shaped in cross-section.
  • a side facing the ball socket and / or side of the annular space defined by means of the ball socket may have a straight cross-section.
  • the closure ring has a ring region facing away from the joint ball and an annular region facing the joint ball.
  • each of the ring areas is annular.
  • the annular region facing the joint ball has an inner peripheral surface running around the central axis.
  • this inner peripheral surface in particular with respect to the central axis, rotationally symmetrical.
  • the annular area facing the joint ball has the or one, in particular with respect to the central axis, rotationally symmetrical inner circumferential surface.
  • the inner peripheral surface may be straight or curved in cross-section, in particular curved inwardly or arched corresponding to a curved contour of the spherical shell.
  • a transition may be present between the inner peripheral surface of the annular region facing away from the joint ball and the inner circumferential surface of the annular region facing the joint ball.
  • the transition can realize an alignment between the rotationally symmetrical inner circumferential surface of the annular region facing the joint ball and the non-rotationally symmetrical inner circumferential surface of the annular region facing away from the joint ball.
  • the transition is non-rotationally symmetrical.
  • the annular space and / or the closure ring may have a substantially wedge-like or wedge-shaped cross section.
  • the annular space and / or the closing ring at least partially have a substantially rectangular cross-section.
  • the annular space and / or the closure ring has a rectangular cross-section substantially in a plane in the transverse direction.
  • the annular space and / or the closure ring In a longitudinal plane, the annular space and / or the closure ring have a cross section which is wedge-shaped. In this case, this cross section may have a slope which is aligned transversely to the central axis.
  • the bevel is formed such that it widens outwardly with increasing distance to the center of the ball joint.
  • the locking ring may be formed as a flat ring.
  • the height of the closure ring or flat ring is less than the width of the closure ring or flat ring.
  • the annular region facing the joint ball has an outer peripheral surface running around the central axis.
  • the or an outer circumferential surface of the annular region facing the joint ball in particular with respect to the central axis, rotationally symmetrical and / or circular and / or circular cylindrical.
  • the inner circumferential surface of the annular region facing the joint ball tapers with increasing distance to the center of the joint ball.
  • the end face of the closure ring facing the joint ball and / or of the ring area facing the joint ball lies in a front side plane extending transversely to the center axis, which is also referred to as inner end side plane, for example.
  • the abovementioned measures are advantageous, in particular for themselves and / or in combination, since the locking ring can conventionally press the covering area of the ball socket against the ball joint.
  • a specially designed spherical shell and / or a specially designed housing are in particular not required.
  • the annular regions of the closure ring are preferably arranged in the axial direction, in particular directly, one behind the other and / or adjacent to one another and / or successively.
  • the annular regions of the closure ring merge into one another in the axial direction.
  • the annular region facing away from the joint ball has an inner peripheral surface running around the central axis.
  • the or an inner circumferential surface of the annular region facing away from the joint ball in the longitudinal direction one larger diameter than in the transverse direction.
  • the inner circumferential surface of the ring area facing away from the joint ball for example, in the or a ring plane extending transversely to the central axis, oval and / or elliptical and / or elongated hole-shaped.
  • the projection of the inner circumferential surface of the annular region facing away from the ball joint is designed to be oval or elliptical and / or slot-shaped on the projection plane extending transversely to the central axis.
  • the annular region facing away from the joint ball and / or its inner circumferential surface preferably defines the closure ring opening and / or the geometry or shape of the closure ring opening and / or the dimensions of the closure ring opening.
  • the annular region facing away from the joint ball has an outer peripheral surface running around the central axis.
  • the or an outer circumferential surface of the annular region facing away from the joint ball in particular with respect to the central axis, rotationally symmetrical and / or circular and / or circular cylindrical.
  • the locking ring is along its circumference e.g. completely closed.
  • the locking ring is formed as an open or slotted ring and / or provided with a slot and / or with a parting line.
  • the locking ring consists of wire.
  • the closure ring forms a one-piece and / or material-homogeneous and / or monolithic body.
  • the locking ring is made of metal, in particular of a ferrous material, such as e.g. Stole.
  • the overlapping region of the spherical shell in particular around the central axis or the central axis, is circumferential or coaxial with the central axis and is covered by the annular region facing the joint ball in the axial direction.
  • a further overlapping of the covering region of the spherical shell in the axial direction preferably takes place in or only in the transverse direction through the annular region facing away from the joint ball and / or is preferably provided in or only in the transverse direction through the annular region facing away from the joint ball.
  • the overlap beyond results in an angular range of about ⁇ 60 ° perpendicular to the longitudinal direction.
  • the spherical shell and / or the covering area in particular around the central axis, at the ring area facing the joint ball and / or at the inner circumferential surface in the axial direction.
  • the spherical shell is also located in the axial direction on the ring area facing away from the joint ball in the longitudinal direction.
  • the larger the coverage area in the transverse direction the better.
  • the coverage area, which results essentially in the transverse direction may be larger than the coverage area, which results essentially in the longitudinal direction. As a result, larger forces can be absorbed in the transverse direction than in the longitudinal direction.
  • the inner surface of the annular region facing away from the joint ball is divided in the transverse direction into two axially superimposed surface regions, of which a first surface region faces the joint ball and a second surface region of the joint ball is remote.
  • the inner surface of the first surface area tapers with increasing distance to the center of the joint ball.
  • the first surface region forms a continuation and / or extension of the inner circumferential surface of the annular region facing the joint ball.
  • the second area is inclined in the axial direction and / or in the direction away from the joint ball direction relative to the central axis to the outside.
  • the inner surface of the annular region facing away from the joint ball is inclined outwards in the axial direction and / or in the direction away from the joint ball with respect to the central axis.
  • An angular range of the joint and / or the ball stud may be undesirably limited due to a housing edge, in particular a rolling edge.
  • the casing edge defining a housing opening can be displaced outwards and / or below a height determined by the closing ring in relation to the closing ring.
  • the closure ring preferably in the longitudinal direction and / or in the transverse direction, forms a stop limiting the angular range for the joint and / or the ball stud.
  • the locking ring facing away from the joint ball Stage have. In this stage of the lock ring, the housing edge can intervene.
  • the housing is preferably made of plastic or metal.
  • the housing is made of a ferrous material, such as e.g. Stole.
  • the housing in particular with respect to the central axis, rotationally symmetrical or approximately rotationally symmetrical.
  • the ball stud is preferably made of metal.
  • the ball stud is made of a ferrous material such as e.g. Stole.
  • the ball pin is rotationally symmetrical or approximately rotationally symmetrical with respect to a ball pin axis.
  • the ball pin axis extends through the center of the ball joint.
  • the or a deflection of the Kugelzapfgens relative to the housing and / or with respect to the housing is given or defined in particular by an angle which is or is included between the central axis and the ball pivot axis.
  • the ball pin axis In the non-deflected state of the ball pin, the ball pin axis preferably coincides with the central axis.
  • the ball joint is provided in particular for a vehicle, which is preferably a motor vehicle.
  • the ball joint in the chassis and / or in a suspension and / or in an axle suspension of the or a vehicle is arranged.
  • the housing is connected to a first vehicle component, wherein the ball stud is connected to a second vehicle component.
  • the vehicle components are connected by the ball joint, preferably articulated.
  • one of the components is formed by a wheel carrier or steering knuckle.
  • another of the components is preferably formed by a handlebar, which is in particular a suspension arm.
  • the handlebar forms a wishbone and / or support arm.
  • the ball joint forms a ball joint.
  • FIG. 1 is a sectional view of a ball joint according to an embodiment
  • FIG. 2 is an enlarged view of the marked in Fig. 1 with A area with a locking ring
  • Fig. 4 is a schematic plan view of the locking ring
  • Fig. 5 is a schematic plan view of a closure ring according to a modification.
  • a ball joint 1 shows a sectional view of a ball joint 1 according to one embodiment, which has a housing 2 with an interior 3 and a housing opening 4, wherein the interior 3 in a region facing the housing opening 4 by a cylindrical inner peripheral surface extending around a central axis 5 6 of the housing 2 is limited.
  • the central axis 5 extends in an axial direction z.
  • a longitudinal direction x and a transverse direction y are shown, wherein the longitudinal direction x extends transversely to the axial direction z and the transverse direction y extends transversely to the axial direction z and transversely to the longitudinal direction x.
  • the transverse direction y extends into the plane of the page.
  • a spherical shell 7 which is open toward the housing opening 4 is arranged, which on its side facing the housing opening 4 has a covering area 8 which delimits a spherical shell opening 9 of the ball socket 7.
  • the covering area 8 is furthermore inclined inwards in the direction of the housing opening 4 with respect to the center axis 5 and, together with the cylindrical inner peripheral surface 6 of the housing 2, defines an annular space 10.
  • the ball socket 7 has a ball pin 12 comprising a joint ball 11 with its housing. steering ball 11 slidably mounted, which extends through the spherical shell opening 9 and the housing opening 4 through out of the housing 2 out.
  • the center of the joint ball 11 is marked with the reference symbol M.
  • a closure ring 13 is inserted, which is axially fixed between the ball shell 7 and provided in the region of the housing opening 4 inner shoulder 14 of the housing 2, by an inwardly bent housing edge 15 of the housing 2 is formed.
  • the locking ring 13 is supported on its side facing away from the housing opening 4 on the spherical shell 7. Furthermore, the locking ring 13 is pressed axially against the ball socket 7 by the inner shoulder 14, so that it is under prestress.
  • the locking ring 13 has a cylindrical outer circumferential surface 16, which bears against the cylindrical inner peripheral surface 6 of the housing 2, and a contact surface 17, which bears against the overlapping region 8 of the spherical shell 7 and is inclined inwardly in the direction of the housing opening 4 with respect to the central axis 5.
  • the surfaces 16 and 17 form a wedge in cross section, wherein the cylindrical inner peripheral surface 6 of the housing 2 and the overlap region 8 of the ball shell 7 also give the annular space 10 in cross section a wedge-shaped shape.
  • the closure ring 13 further has a housing opening 4 facing and in the direction of the housing opening 4 with respect to the central axis 5 outwardly inclined free opening area 18. An enlarged view of the area marked A in FIG. 1 can be seen in FIG. 2.
  • the locking ring 13 can be subdivided into a first annular region 19 facing away from the joint ball 11 and into a second annular region 20 facing away from the joint ball 11, the annular regions 19 and 20 being respectively annular and at a transition 21 in the axial direction z merge into each other.
  • the transition 21 is given by the transition of the abutment surface 17 into the opening surface 18 according to FIGS. 1 and 2.
  • the contact surface 17 forms an inner circumferential surface of the first annular region 19 and is rotationally symmetrical with respect to the central axis 5.
  • the encircling around the central axis 5 Inner peripheral surface of the second ring portion 20, however, is formed greater in the longitudinal direction x than in the transverse direction y.
  • Figs. 1 and 2 show sectional views of the ball joint in the z-x plane
  • Fig. 3 shows the view of Fig. 2 in the y-z plane
  • the inner surface of the second annular region 20 is formed by the opening surface 18
  • the inner surface of the second annular region 20 is given by two surface regions 22 and 23, of which the surface region 22 as the inner surface region 22 and the surface region 23 is called outer surface area.
  • the inner surface region 22 faces the joint ball
  • the outer surface region 23 of the joint ball 11 faces away.
  • the surface regions 22 and 23 merge into one another in the axial direction z or in a transition 24.
  • the surface region 22 forms a continuation and / or extension of the contact surface 17 of the first annular region 19.
  • a support region for the joint ball 11 is realized which is larger in the transverse direction y than a support region exclusively according to the contact surface 17 in the longitudinal direction x according to FIG. 2.
  • the closure ring opening 25 is greater in the longitudinal direction x than the transverse direction y.
  • the inner circumferential line 26 of the closure opening which can be seen in plan view from FIG. Not in a plane, but has in the longitudinal direction x a smaller axial distance to the center M of the ball joint 11 as in the transverse direction y.
  • the axial overlap of the ball joint 11 by the locking ring 13 in the transverse direction y is greater than in the longitudinal direction x.
  • the deflectability of the ball pin 12 relative to the housing 2 in the longitudinal direction x is greater than in the transverse direction y.
  • Fig. 5 shows a schematic plan view of a locking ring 13 according to a modification, wherein the locking ring has a slot 27 and is formed as a slotted or open ring.
  • the closure ring according to FIG. 5 is identical to the closure ring according to FIGS. 1 to 4, so that for further description of the closure ring according to FIG. 5 reference will be made to the closure ring according to FIGS.
  • the closure ring according to FIG. 5 can replace the closure ring according to FIGS. 1 to 4.
  • the slot 27 is oriented at right angles to the longitudinal direction x or in the transverse direction y. In alternative embodiments, the slot 27 may be disposed at any other location, for example, transverse to the longitudinal direction x and / or transverse to the transverse direction y.

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Abstract

Kugelgelenk mit einem eine Gehäuseöffnung umfassenden Gehäuse, dem eine sich in einer axialen Richtung (z) erstreckende und durch die Gehäuseöffnung hindurch verlaufende Mittelachse zugeordnet ist, einem eine Gelenkkugel umfassenden Kugelzapfen, der mit seiner Gelenkkugel beweglich in dem Gehäuse gelagert ist und sich aus diesem durch die Gehäuseöffnung hindurch heraus erstreckt, und einem fest in dem Gehäuse sitzenden, die Mittelachse umringenden und die Gelenkkugel in axialer Richtung abstützenden Verschlussring (13), der eine Verschlussringöffnung (25) begrenzt, durch welche sich der Kugelzapfen hindurch erstreckt, wobei die Verschlussringöffnung in einer quer zur Mittelachse verlaufenden Längsrichtung (x) größer ausgebildet ist als in einer quer zur Mittelachse und zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung (y).

Description

Kugelgelenk
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem eine Gehäuseöffnung umfassenden Gehäuse, dem eine sich in einer axialen Richtung erstreckende und durch die Gehäuseöffnung hindurch verlaufende Mittelachse zugeordnet ist, einem eine Gelenkkugel umfassenden Kugelzapfen, der mit seiner Gelenkkugel beweglich in dem Gehäuse gelagert ist und sich aus diesem durch die Gehäuseöffnung hindurch heraus erstreckt, und einem fest in dem Gehäuse sitzenden, die Mittelachse umringenden und die Gelenkkugel in axialer Richtung abstützenden Verschlussring, der eine Ver- schlussringöffnung begrenzt, durch welche sich der Kugelzapfen hindurch erstreckt.
Ein derartiges Kugelgelenk wird beispielsweise im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs eingesetzt und ist z.B. aus der DE 10 2015 211 005 A1 bekannt.
Zur axialen Abstützung der Gelenkkugel überdeckt der Verschlussring die Gelenkkugel und/oder eine die Gelenkkugel aufnehmende Kugelschale in axialer Richtung. Diese Überdeckung ist umso geringer, je größer die gewünschte Auslenkung des Kugelzapfens relativ zu dem Gehäuse ist, sodass eine größere Auslenkbarkeit mit einer geringeren Fähigkeit zur axialen Abstützung der Gelenkkugel bei ansonsten unverändertem Kugelgelenk einhergeht. Die Verringerung der Überdeckung reduziert somit die Belastbarkeit des Kugelgelenks in axialer Richtung. Um diese Verringerung der Belastbarkeit zu kompensieren, wird das Kugelgelenk häufig größer gebaut. Aufgrund des begrenzten Bauraums in Kraftfahrzeugen ist ein größeres Gelenk aber unerwünscht. Ferner erhöht ein größeres Gelenk das Gewicht des Kraftfahrzeugs und somit den Kraftstoffverbrauch. Schließlich verteuert die Vergrößerung des Gelenks, allein schon wegen des erhöhten Materialeinsatzes, die Herstellungskosten des Gelenks.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die axiale Belastbarkeit eines Kugelgelenks der eingangs genannten ohne signifikante Vergrößerung des Gelenks, erhöhen zu können. Diese Aufgabe wird durch ein Kugelgelenk nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen dieses Kugelgelenks sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
Das eingangs genannte Kugelgelenk mit einem eine Gehäuseöffnung umfassenden Gehäuse, dem eine sich in einer axialen Richtung erstreckende und durch die Gehäuseöffnung hindurch verlaufende Mittelachse zugeordnet ist, einem eine Gelenkkugel umfassenden Kugelzapfen, der mit seiner Gelenkkugel beweglich in dem Gehäuse gelagert ist und sich aus diesem durch die Gehäuseöffnung hindurch heraus erstreckt, und einem fest in dem Gehäuse sitzenden, die Mittelachse umringenden und die Gelenkkugel in axialer Richtung abstützenden Verschlussring, der eine Ver- schlussringöffnung begrenzt, durch welche sich der Kugelzapfen hindurch erstreckt, ist insbesondere dadurch weitergebildet, dass die Verschlussringöffnung in einer quer zur Mittelachse verlaufenden Längsrichtung größer ausgebildet ist als in einer quer zur Mittelachse und zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung.
Somit ist es möglich, in Längsrichtung die gewünschte Auslenkbarkeit des Kugelzapfens gegenüber dem Gehäuse zu realisieren, wohingegen in Querrichtung die axiale Überdeckung und somit die axiale Belastbarkeit des Kugelgelenks erhöht wird. Dies ist möglich, da in vielen praktischen Anwendungen die Auslenkung des Kugelzapfens gegenüber dem Gehäuse in lediglich einer Richtung maximal wird und in anderen Richtungen deutlich geringer ausfällt. Eine kreisförmige Verschlussringöffnung ist somit nicht zwingend erforderlich.
Die erhöhte axiale Überdeckung in Querrichtung führt insbesondere zu einem zusätzlichen Flächenanteil, der zur axialen Abstützung zur Verfügung steht, sodass die Flächenpressung in axialer Richtung gesenkt werden kann. Dies führt in vorteilhafter Weise auch zu einer Reduzierung des Verschleißes. Der zusätzliche Flächenanteil ist insbesondere ferner für die Messung der Federsteifigkeit nach Verschleißtests vorteilhaft und kann ggf. auch als zusätzliches Nachstellelement bezeichnet werden. Zwar ist das Kugelgelenk aufgrund der nicht kreisförmigen Verschlussringöffnung in der Regel orientiert und/oder gerichtet einzubauen, dies ist aufgrund der Bauraum-, Gewichts- und Kostenvorteile aber hinnehmbar. Insbesondere dürfte das gerichtete Einbauen bei einem integrierten Traggelenk kein Problem darstellen, selbst wenn das Einbauen rein kraftschlüssig erfolgt.
Die Mittelachse verläuft bevorzugt durch den Mittelpunkt der Gelenkkugel. Eine oder jedwede quer zur Mittelachse und/oder zur axialen Richtung verlaufende Richtung wird insbesondere als radiale Richtung bezeichnet.
Das Gehäuse umfasst vorzugsweise einen Gehäuseinnenraum. Bevorzugt ist der Kugelzapfen mit seiner Gelenkkugel beweglich in dem Gehäuseinnenraum gelagert. Vorteilhaft geht der Gehäuseinnenraum, insbesondere in axialer Richtung, in die Ge- häuseöffnung über.
Der Verschlussring sitzt z.B. in der Gehäuseöffnung und/oder in dem Gehäuseinnenraum. Bevorzugt sitzt der Verschlussring in einem der Gehäuseöffnung zugewandten Bereich des Gehäuseinnenraums. Beispielsweise sitzt der Verschlussring, insbesondere in axialer Richtung, zwischen der Gelenkkugel und der Gehäuseöffnung. Vorzugsweise sitzt der Verschlussring, insbesondere in axialer Richtung, zwischen der Gelenkkugel und einer Innenschulter des Gehäuses, die insbesondere im Bereich Gehäuseöffnung vorgesehen ist. Vorteilhaft ist der Verschlussring in axialer Richtung an der Innenschulter abgestützt. Bevorzugt liegt der Verschlussring, vorzugsweise mit seiner der Gelenkkugel abgewandten Stirnseite, insbesondere in axialer Richtung, an der Innenschulter an. Die Innenschulter ist vorzugsweise ringförmig.
Bevorzugt überdeckt der Verschlussring die Gelenkkugel in axialer Richtung. Vorzugsweise ist die Verschlussringöffnung, beispielsweise in einer quer zur Mittelachse verlaufenden Ringebene, oval und/oder elliptisch und/oder als Langloch ausgebildet. Bevorzugt ist die Projektion der Verschlussringöffnung auf eine quer zur Mittelachse verlaufenden Projektionsebene oval und/oder elliptisch und/oder langloch-förmig ausgebildet. Vorteilhaft verläuft die Mittelachse mittig durch die Gehäuseöffnung und/oder die Verschlussringöffnung hindurch. Die Gehäuseöffnung ist vorzugsweise größer als die Verschlussringöffnung. Bevorzugt sind die Verschlussringöffnung und die Gehäuseöffnung in axialer Richtung hintereinander und/oder aufeinanderfolgend vorgesehen. Vorteilhaft liegt die Verschlussringöffnung in axialer Richtung zwischen der Gelenkkugel und der Gehäuseöffnung.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das Gehäuse einen die Gehäuseöffnung begrenzenden Gehäuserand, der bevorzugt nach innen umgebogen ist und/oder vorzugsweise den Verschlussring in axialer Richtung übergreift. Somit ist der Verschlussring in axialer Richtung insbesondere formschlüssig in dem Gehäuse festlegt. Das Umbiegen des Gehäuserands erfolgt bevorzugt durch druckbelastete Rollen und wird daher auch als Verrollen bezeichnet. Die Innenschulter ist insbesondere durch den nach innen umgebogenen Gehäuserand gebildet.
Gemäß einer Ausgestaltung liegt die der Gelenkkugel abgewandte, Stirnseite des Verschlussrings in einer quer zur Mittelachse verlaufenden Stirnseitenebene, die beispielsweise auch als äußere Stirnseitenebene bezeichnet wird. Dies ist mit dem Vorteil verbunden, dass herkömmliche Techniken zum Verschließen des Kugelgelenks einsetzbar sind, wie z.B. das Verrollen.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Außenumfangsfläche des Verschlussrings, insbesondere bezüglich der Mittelachse, rotationssymmetrisch und/oder kreisförmig und/oder kreiszylindrisch. Dies gilt vorzugsweise über die gesamte axiale Erstre- ckung des Verschlussrings. Somit ist es z.B. möglich, die Gehäuseöffnung und/oder den Gehäuseinnenraum und/oder den der Gehäuseöffnung zugewandten Bereich des Gehäuseinnenraums bezüglich der Mittelachse rotationssymmetrisch auszubilden, was mit Kostenvorteilen bei der Gehäuseherstellung verbunden ist. Bevorzugt ist oder sind die Gehäuseöffnung und/oder der Gehäuseinnenraum und/oder der der Gehäuseöffnung zugewandte Bereich des Gehäuseinnenraums, insbesondere bezüglich der Mittelachse, rotationssymmetrisch und/oder kreisförmig und/oder kreiszylindrisch. Die Außenumfangsfläche des Verschlussrings liegt vorzugsweise an einer Innenumfangsfläche des Gehäuses an. Vorteilhaft ist diese Innenumfangsfläche des Gehäuses, insbesondere bezüglich der Mittelachse, rotationssymmetrisch und/oder kreisförmig und/oder kreiszylindrisch. Bevorzugt ist diese Innenumfangsfläche des Gehäuses in der Gehäuseöffnung und/oder in dem Gehäuseinnenraum und/oder in dem der Gehäuseöffnung zugewandten Bereich des Gehäuseinnenraums vorgesehen.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Gelenkkugel in dem Gehäuse unter Zwischenschaltung einer Kugelschale, insbesondere beweglich, gelagert. Bevorzugt sitzt die Gelenkkugel, insbesondere gleitfähig, in der Kugelschale. Vorteilhaft ist die Kugelschale im Gehäuseinnenraum angeordnet. Der Kugelzapfen ist mit seiner Gelenkkugel vorzugsweise gelenkig in dem Gehäuse und/oder in der Kugelschale gelagert. Vorteilhaft ist der Kugelzapfen mit seiner Gelenkkugel drehbar und/oder auslenkbar in dem Gehäuse und/oder in der Kugelschale gelagert. Bevorzugt besteht die Kugelschale aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff. Der Kunststoff ist beispielsweise frei von Fasern. Alternativ ist der Kunststoff z.B. mit Fasern versetzt und/oder verstärkt, die beispielsweise Glasfasern umfassen. Vorteilhaft ist die Kugelschale, insbesondere bezüglich der Mittelachse, rotationssymmetrisch.
Bevorzugt umfasst die Kugelschale, insbesondere auf ihrer der Gehäuseöffnung zugewandten Seite, eine Kugelschalenöffnung, durch welche hindurch sich der Kugelzapfen, insbesondere aus der Kugelschale heraus, erstreckt. Vorteilhaft umfasst die Kugelschale einen die Kugelschalenöffnung umringenden und/oder begrenzenden Überdeckungsbereich, der die Gelenkkugel in axialer Richtung überdeckt. Bevorzugt ist der Überdeckungsbereich in Richtung der Gehäuseöffnung gegenüber der Mittelachse nach innen geneigt. Insbesondere ist oder wird der Überdeckungsbereich in axialer Richtung von dem Verschlussring überdeckt. Vorteilhaft verläuft die Mittelachse, insbesondere mittig, durch die Kugelschalenöffnung hindurch.
Bevorzugt sitzt der Verschlussring, insbesondere in axialer Richtung, zwischen der Kugelschale und der Gehäuseöffnung. Vorzugsweise sitzt der Verschlussring, insbesondere in axialer Richtung, zwischen der Kugelschale und der Innenschulter des Gehäuses. Vorteilhaft ist die Kugelschale in axialer Richtung an dem Verschlussring abgestützt. Bevorzugt liegt die Kugelschale, vorzugsweise in oder mit ihrem Überdeckungsbereich, insbesondere in axialer Richtung, an dem Verschlussring an. Vorteilhaft begrenzt der Überdeckungsbereich zusammen mit der oder einer Innenumfangs- fläche des Gehäuses einen Ringraum. Bevorzugt ist der Ringraum in axialer Rich- tung durch die Innenschulter begrenzt. Vorzugsweise ist der Ringraum in dem Gehäuseinnenraum vorgesehen. Insbesondere ist der Verschlussring in dem Ringraum angeordnet und/oder der Verschlussring sitzt insbesondere in dem Ringraum. Der Ringraum ist im Querschnitt vorzugsweise keilförmig. Insbesondere kann eine der Kugelschale zugewandte Seite und/oder mittels der Kugelschale definierte Seite des Ringraums im Querschnitt gerade ausgebildet sein. Alternativ kann die der Kugelschale zugewandte Seite und/oder mittels der Kugelschale definierte Seite des Ringraums im Querschnitt gebogen, insbesondere nach Innen gewölbt, ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der Verschlussring einen der Gelenkkugel abgewandten Ringbereich und einen der Gelenkkugel zugewandten Ringbereich auf. Insbesondere ist jeder der Ringebereiche ringförmig ausgebildet. Bevorzugt weist der der Gelenkkugel zugewandte Ringbereich eine um die Mittelachse umlaufende Innenumfangsfläche auf. Vorteilhaft ist diese Innenumfangsfläche, insbesondere bezüglich der Mittelachse, rotationssymmetrisch. Vorzugsweise weist der der Gelenkkugel zugewandte Ringbereich die oder eine, insbesondere bezüglich der Mittelachse, rotationssymmetrische Innenumfangsfläche auf. Die Innenumfangsfläche kann im Querschnitt gerade oder gebogen, insbesondere nach Innen oder zu einer gewölbten Kontur der Kugelschale korrespondierend gewölbt, ausgebildet sein. Ein Übergang kann zwischen der Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel abgewandten Ringbereichs und der Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel zugewandten Ringbereichs vorhanden sein. Hierbei kann der Übergang eine Angleichung zwischen der rotationssymmetrischen Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel zugewandten Ringbereichs und der nicht-rotationssymmetrischen Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel abgewandten Ringbereichs realisieren. Insbesondere ist der Übergang nicht- rotationssymmetrische ausgebildet.
Der Ringraum und/oder der Verschlussring kann einen im Wesentlichen keilartigen oder keilförmigen Querschnitt aufweisen. Alternativ kann der Ringraum und/oder der Schlussring mindestens teilweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Insbesondere hat der Ringraum und/oder der Verschlussring im Wesentlichen in einer Ebene in Querrichtung einen rechteckigen Querschnitt. Im Wesentlichen in einer Ebene in Längsrichtung kann der Ringraum und/oder der Verschluss- ring einen Querschnitt aufweisen, der keilartig ausgebildet ist. Hierbei kann dieser Querschnitt eine Schräge aufweisen, die quer zur Mittelachse ausgerichtet ist. Die Schräge ist derart ausgebildet, dass sich diese mit zunehmendem Abstand zum Mittelpunkt der Gelenkkugel nach außen erweitert. Hierdurch ergibt sich konisch erweiternder Querschnitt des Verschlussringes in einer Ebene in Längsrichtung. Dadurch kann für die Beweglichkeit des Kugelzapfens, insbesondere in Längsrichtung, ein größerer Winkelbereich realisiert werden. Somit sind für den Kugelzapfen in Längsrichtung größere Winkelausschläge realisierbar als in Querrichtung. Der Verschlussring kann als ein Flachring ausgebildet sein. Insbesondere ist die Höhe des Verschlussrings oder Flachrings geringer als die Breite des Verschlussrings oder Flachrings.
Bevorzugt weist der der Gelenkkugel zugewandte Ringbereich eine um die Mittelachse umlaufende Außenumfangsfläche auf. Vorteilhaft ist die oder eine Außenum- fangsfläche des der Gelenkkugel zugewandten Ringbereichs, insbesondere bezüglich der Mittelachse, rotationssymmetrisch und/oder kreisförmig und/oder kreiszylindrisch. Vorzugsweise verjüngt sich die Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel zugewandten Ringbereichs mit zunehmendem Abstand zum Mittelpunkt der Gelenkkugel. Vorteilhaft liegt die der Gelenkkugel zugewandte Stirnseite des Verschlussrings und/oder des der Gelenkkugel zugewandten Ringbereichs in einer quer zur Mittelachse verlaufenden Stirnseitenebene, die beispielsweise auch als innere Stirnseitenebene bezeichnet wird. Die vorgenannten Maßnahmen sind, insbesondere für sich und/oder in Kombination, vorteilhaft, da der Verschlussring den Überdeckungsbereich der Kugelschale in herkömmlicherweise gegen die Gelenkkugel drücken kann. Eine besonders gestaltete Kugelschale und/oder ein besonders gestaltetes Gehäuse sind dafür insbesondere nicht erforderlich. Vorzugsweise sind die Ringbereiche des Verschlussrings in axialer Richtung, insbesondere unmittelbar, hintereinander und/oder aneinander angrenzend und/oder aufeinander folgend angeordnet. Vorteilhaft gehen die Ringbereiche des Verschlussrings in axialer Richtung ineinander über.
Bevorzugt weist der der Gelenkkugel abgewandte Ringbereich eine um die Mittelachse umlaufende Innenumfangsfläche auf. Vorteilhaft weist die oder eine Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel abgewandten Ringbereichs in Längsrichtung einen größeren Durchmesser als in Querrichtung auf. Vorzugsweise ist die Innenumfangs- fläche des der Gelenkkugel abgewandten Ringbereichs, beispielsweise in der oder einer quer zur Mittelachse verlaufenden Ringebene, oval und/oder elliptisch und/oder langloch-förmig ausgebildet. Bevorzugt ist die Projektion der Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel abgewandten Ringbereichs auf die oder eine quer zur Mittelachse verlaufende Projektionsebene oval und/oder elliptisch und/oder langloch-förmig ausgebildet. Vorzugsweise definiert der der Gelenkkugel abgewandte Ringbereich und/oder dessen Innenumfangsfläche die Verschlussringöffnung und/oder die Geometrie oder Form der Verschlussringöffnung und/oder die Abmessungen der Ver- schlussringöffnung. Bevorzugt weist der der Gelenkkugel abgewandte Ringbereich eine um die Mittelachse umlaufende Außenumfangsfläche auf. Vorteilhaft ist die oder eine Außenumfangsfläche des der Gelenkkugel abgewandten Ringbereichs, insbesondere bezüglich der Mittelachse, rotationssymmetrisch und/oder kreisförmig und/oder kreiszylindrisch.
Der Verschlussring ist entlang seines Umfangs z.B. vollständig geschlossen ausgebildet. Alternativ ist der Verschlussring als offener oder geschlitzter Ring ausgebildet und/oder mit einem Schlitz und/oder mit einer Trennfuge versehen. Beispielsweise besteht der Verschlussring aus Draht. Vorzugsweise bildet der Verschlussring einen einstückigen und/oder materialhomogenen und/oder monolithischen Körper. Bevorzugt besteht der Verschlussring aus Metall, insbesondere aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Überdeckungsbereich der Kugelschale, insbesondere rings der Mittelachse oder die Mittelachse umlaufend oder koaxial zur Mittelachse, von dem der Gelenkkugel zugewandten Ringbereich in axialer Richtung überdeckt. Eine darüber hinausgehende Überdeckung des Überdeckungsbereichs der Kugelschale in axialer Richtung erfolgt vorzugsweise in oder nur in Querrichtung durch den der Gelenkkugel abgewandten Ringbereich und/oder ist vorzugsweise in oder nur in Querrichtung durch den der Gelenkkugel abgewandten Ringbereich gegeben. Insbesondere ergibt sich die darüber hinausgehende Überdeckung in einem Winkelbereich von etwa ± 60° rechtwinklig zur Längsrichtung. Bevorzugt liegt die Kugelschale und/oder der Überdeckungsbereich, insbesondere rings der Mittelachse, an dem der Gelenkkugel zugewandten Ringbereich und/oder an dessen Innenum- fangsfläche in axialer Richtung an. Vorteilhaft liegt die Kugelschale und/oder der Überdeckungsbereich, in Querrichtung an dem der Gelenkkugel abgewandten Ringbereich in axialer Richtung an. Vorzugsweise liegt die Kugelschale auch in Längsrichtung an dem der Gelenkkugel abgewandten Ringbereich in axialer Richtung an. Insbesondere gilt, dass je größer der Überdeckungsbereich in Querrichtung ist desto besser. Der Überdeckungsbereich, der sich im Wesentlich in Querrichtung ergibt, kann größer sein als der Überdeckungsbereich, der sich im Wesentlichen in Längsrichtung ergibt. Hierdurch können in Querrichtung größere Kräfte aufgenommen werden als in Längsrichtung.
Bevorzugt ist die Innenfläche des der Gelenkkugel abgewandten Ringbereichs in Querrichtung in zwei axial übereinander liegende Flächenbereiche unterteilt, von denen ein erster Flächenbereich der Gelenkkugel zugewandt und ein zweiter Flächenbereich der Gelenkkugel abgewandt ist. Vorzugsweise verjüngt sich die Innenfläche des ersten Flächenbereichs mit zunehmendem Abstand zum Mittelpunkt der Gelenkkugel. Insbesondere bildet der erste Flächenbereich eine Fortsetzung und/oder Verlängerung der Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel zugewandten Ringbereichs. Bevorzugt ist der zweite Flächenbereich in axialer Richtung und/oder in von der Gelenkkugel wegweisenden Richtung gegenüber der Mittelachse nach außen geneigt. Vorteilhaft ist die Innenfläche des der Gelenkkugel abgewandten Ringbereichs in Längsrichtung in axialer Richtung und/oder in von der Gelenkkugel wegweisenden Richtung gegenüber der Mittelachse nach außen geneigt.
Ein Winkelbereich des Gelenks und/oder des Kugelzapfens kann aufgrund eines Gehäuserandes, insbesondere einer Rollkante, auf unerwünschte Weise beschränkt sein. Um eine größere Auswinkelung oder einen größeren Winkelbereich für das Gelenk und/oder den Kugelzapfen zu ermöglichen, kann der eine Gehäuseöffnung definierende Gehäuserand in Bezug zum Verschlussring nach außen und/oder unterhalb einer durch den Verschlussring bestimmten Höhe verlagert sein. Insbesondere bildet der Verschlussring, vorzugsweise in Längsrichtung und/oder in Querrichtung, einen den Winkelbereich begrenzenden Anschlag für das Gelenk und/oder den Kugelzapfen. Beispielsweise kann der Verschlussring eine von der Gelenkkugel abgewandte Stufe aufweisen. In diese Stufe des Verschlussringes kann der Gehäuserand eingreifen.
Das Gehäuse besteht bevorzugt aus Kunststoff oder aus Metall. Beispielsweise besteht das Gehäuse aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Vorteilhaft ist das Gehäuse, insbesondere bezüglich der Mittelachse, rotationssymmetrisch oder näherungsweise rotationssymmetrisch ausgebildet.
Der Kugelzapfen besteht bevorzugt aus Metall. Beispielsweise besteht der Kugelzapfen aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Vorteilhaft ist der Kugelzapfen bezüglich einer Kugelzapfenachse rotationssymmetrisch oder näherungsweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Bevorzugt verläuft die Kugelzapfenachse durch den Mittelpunkt der Gelenkkugel.
Die oder eine Auslenkung des Kugelzapfgens relativ zu dem Gehäuse und/oder gegenüber dem Gehäuse ist insbesondere durch einen Winkel gegeben oder definiert, der zwischen der Mittelachse und der Kugelzapfenachse eingeschlossen ist oder wird. Im nicht ausgelenkten Zustand des Kugelzapfens fällt die Kugelzapfenachse vorzugsweise mit der Mittelachse zusammen.
Das Kugelgelenk ist insbesondere für ein Fahrzeug vorgesehen, welches vorzugsweise ein Kraftfahrzeug ist. Bevorzugt ist das Kugelgelenk im Fahrwerk und/oder in einer Radaufhängung und/oder in einer Achsaufhängung des oder eines Fahrzeugs angeordnet. Vorteilhaft ist das Gehäuse mit einem ersten Fahrzeugbauteil verbunden, wobei der Kugelzapfen mit einem zweiten Fahrzeugbauteil verbunden ist. Insbesondere sind die Fahrzeugbauteile durch das Kugelgelenk, vorzugsweise gelenkig, miteinander verbunden. Bevorzugt ist eines der Bauteile durch einen Radträger oder Achsschenkel gebildet. Ferner ist ein anderes der Bauteile bevorzugt durch einen Lenker gebildet, der insbesondere ein Fahrwerklenker ist. Vorzugsweise bildet der Lenker einen Querlenker und/oder Traglenker. Bevorzugt bildet das Kugelgelenk ein Traggelenk. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Kugelgelenks gemäß einer Ausführungsform,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 mit A gekennzeichneten Bereichs mit einem Verschlussring,
Fig. 3 die Darstellung nach Fig. 2, aber um 90° um eine Mittelachse des Kugelgelenks gedreht,
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf den Verschlussring und
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf einen Verschlussring gemäß einer Abwandlung.
Aus Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Kugelgelenks 1 gemäß einer Ausführungsform ersichtlich, welches ein Gehäuse 2 mit einem Innenraum 3 und einer Gehäuseöffnung 4 aufweist, wobei der Innenraum 3 in einem der Gehäuseöffnung 4 zugewandten Bereich durch eine um eine Mittelachse 5 herum verlaufende zylindrische Innenumfangsfläche 6 des Gehäuses 2 begrenzt ist. Die Mittelachse 5 verläuft dabei in einer axialen Richtung z. Ferner sind eine Längsrichtung x und eine Querrichtung y dargestellt, wobei die Längsrichtung x quer zur axialen Richtung z verläuft und die Querrichtung y quer zur axialen Richtung z und quer zur Längsrichtung x verläuft. Gemäß Fig. 1 verläuft die Querrichtung y in die Blattebene hinein.
In dem Innenraum 3 ist eine zu der Gehäuseöffnung 4 hin offenen Kugelschale 7 angeordnet, die auf ihrer der Gehäuseöffnung 4 zugewandten Seite einen Überdeckungsbereich 8 aufweist, der eine Kugelschalenöffnung 9 der Kugelschale 7 begrenzt. Der Überdeckungsbereich 8 ist ferner in Richtung der Gehäuseöffnung 4 gegenüber der Mittelachse 5 nach innen geneigt und begrenzt zusammen mit der zylindrischen Innenumfangsfläche 6 des Gehäuses 2 einen Ringraum 10. In der Kugelschale 7 ist ein eine Gelenkkugel 11 umfassender Kugelzapfen 12 mit seiner Ge- lenkkugel 11 gleitbeweglich gelagert, der sich durch die Kugelschalenöffnung 9 und die Gehäuseöffnung 4 hindurch aus dem Gehäuse 2 heraus erstreckt. Dabei ist der Mittelpunkt der Gelenkkugel 11 mit dem Bezugszeichen M gekennzeichnet.
In den durch den Überdeckungsbereich 8 und die zylindrischen Innenumfangsfläche 6 des Gehäuses 2 begrenzten Ringraum 10 ist ein Verschlussring 13 eingesetzt, der axial zwischen der Kugelschale 7 und einer im Bereich der Gehäuseöffnung 4 vorgesehenen Innenschulter 14 des Gehäuses 2 festgelegt ist, die durch einen nach innen umgebogenen Gehäuserand 15 des Gehäuses 2 gebildet ist. Dabei ist der Verschlussring 13 auf seiner der Gehäuseöffnung 4 abgewandten Seite an der Kugelschale 7 abgestützt. Ferner wird der Verschlussring 13 durch die Innenschulter 14 axial gegen die Kugelschale 7 gedrückt, sodass diese unter Vorspannung steht. Der Verschlussring 13 weist eine an der zylindrischen Innenumfangsfläche 6 des Gehäuses 2 anliegende, zylindrische Außenumfangsfläche 16 und eine an dem Überdeckungsbereich 8 der Kugelschale 7 anliegende und in Richtung der Gehäuseöffnung 4 gegenüber der Mittelachse 5 nach innen geneigte Anlagefläche 17 auf. Die Flächen 16 und 17 bilden im Querschnitt einen Keil, wobei die zylindrische Innenumfangsfläche 6 des Gehäuses 2 und der Überdeckungsbereich 8 der Kugelschale 7 dem Ringraum 10 im Querschnitt ebenfalls eine keilförmige Gestalt verleihen. Der Verschlussring 13 weist ferner eine der Gehäuseöffnung 4 zugewandte und in Richtung der Gehäuseöffnung 4 gegenüber der Mittelachse 5 nach außen geneigte freie Öffnungsfläche 18 auf. Eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 mit A gekennzeichneten Bereichs ist aus Fig. 2 ersichtlich.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, lässt sich der Verschlussring 13 in einen der Gelenkkugel 11 zugewandten, ersten Ringbereich 19 und in einen der Gelenkkugel 11 abgewandten, zweiten Ringbereich 20 unterteilen, wobei die Ringbereiche 19 und 20 jeweils ringförmig ausgebildet sind und an einem Übergang 21 in axialer Richtung z ineinander übergehen. Der Übergang 21 ist durch den Übergang der Anlageflä- che17 in die Öffnungsfläche 18 gemäß der Fig. 1 und 2 gegeben. Dabei bildet die Anlagefläche 17 eine Innenumfangsfläche des ersten Ringbereichs 19 und ist bezüglich der Mittelachse 5 rotationssymmetrisch. Die um die Mittelachse 5 umlaufende Innenumfangsfläche des zweiten Ringbereichs 20 ist hingegen in Längsrichtung x größer ausgebildet als in Querrichtung y.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Schnittansichten des Kugelgelenks in der z-x Ebene, wohingegen Fig. 3 die Ansicht nach Fig. 2 in der y-z-Ebene zeigt. Gemäß Fig. 2 ist die Innenfläche des zweiten Ringbereichs 20 durch die Öffnungsfläche 18 gebildet, wohingegen gemäß Fig. 3 die Innenfläche des zweiten Ringbereichs 20 durch zwei Flächenbereiche 22 und 23 gegeben ist, von denen der Flächenbereich 22 als innerer Flächenbereich 22 und der Flächenbereich 23 als äußerer Flächenbereich bezeichnet wird. Dabei ist der innere Flächenbereich 22 der Gelenkkugel zugewandt, wohingegen der äußere Flächenbereich 23 der Gelenkkugel 11 abgewandt ist. Ferner gehen die Flächenbereiche 22 und 23 in axialer Richtung z an oder in einem Übergang 24 ineinander über.
Aus Fig. 3 ist erkennbar, dass sich die Innenfläche des zweiten Ringbereichs 20 ausgehend vom ersten Ringbereich 19 zunächst im inneren Flächenbereich 22 mit zunehmendem Abstand zum Mittelpunkt M der Gelenkkugel 11 verjüngt und erst im axialen Abstand zum ersten Ringbereich 19 im äußeren Flächenbereich 23 gegenüber der Mittelachse 5 nach außen geneigt ist. Der Flächenbereich 22 bildet dabei eine Fortsetzung und/oder Verlängerung der Anlagefläche 17 des ersten Ringbereichs 19. Somit wird mittels des Flächenbereichs 22 und der Anlagefläche 17 ein Abstützbereich für die Gelenkkugel 11 realisiert, der in Querrichtung y größer ist als ein Abstützbereich ausschließlich gemäß der Anlagefläche 17 in Längsrichtung x gemäß Fig. 2.
Am Übergang 24 der Flächenbereiche 22 und 23 ist der Abstand des Verschlussrings 13 zu der Mittelachse 5 somit geringer als am Übergang 21 , sodass die Projektion der von dem Verschlussring 13 begrenzten Verschlussringöffnung 25 auf eine quer zur Mittelachse 5 verlaufenden Ebene eine ovale Fläche bildet. Dies ist aus Fig. 4 ersichtlich, die eine schematische Draufsicht auf den Verschlussring 13 zeigt.
Die Verschlussringöffnung 25 ist in Längsrichtung x größer als Querrichtung y. Dabei liegt die aus Fig. 4 in Draufsicht ersichtliche Innenumfangslinie 26 der Verschlussöff- nung nicht in einer Ebene, sondern weist in Längsrichtung x einen geringeren axialen Abstand zum Mittelpunkt M der Gelenkkugel 11 auf als in Querrichtung y. Ferner ist die axiale Überdeckung der Gelenkkugel 11 durch den Verschlussring 13 in Querrichtung y größer als in Längsrichtung x. Dafür ist jedoch die Auslenkbarkeit des Kugelzapfens 12 gegenüber dem Gehäuse 2 in Längsrichtung x größer als in Querrichtung y.
Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Verschlussring 13 gemäß einer Abwandlung, wobei der Verschlussring einen Schlitz 27 aufweist und als geschlitzter oder offener Ring ausgebildet ist. Abgesehen von diesem Unterschied ist der Verschlussring gemäß Fig. 5 mit dem Verschlussring gemäß der Fig. 1 bis 4 identisch, sodass zur weiteren Beschreibung des Verschlussrings gemäß Fig. 5 auf den Verschlussring gemäß der Fig. 1 bis 4 verweisen wird. Insbesondere kann der Verschlussrings gemäß Fig. 5 den Verschlussring gemäß der Fig. 1 bis 4 ersetzen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schlitz 27 rechtwinklig zur Längsrichtung x bzw. in Querrichtung y ausgerichtet. In alternativen Ausführungsformen kann der Schlitz 27 an einer beliebigen anderen Stelle, beispielsweise quer zur Längsrichtung x und/oder quer zur Querrichtung y, angeordnet sein.
Bezugszeichen
1 Kugelgelenk
2 Gehäuse des Kugelgelenks
3 Innenraum des Gehäuses
4 Gehäuseöffnung
5 Mittelachse des Gehäuses
6 Innenumfangsfläche des Gehäuses
7 Kugelschale
8 Überdeckungsbereich der Kugelschale
9 Kugelschalenöffnung
10 Ringraum
11 Gelenkkugel des Kugelzapfens
12 Kugelzapfen
13 Verschlussring
14 Innenschulter
15 Gehäuserand
16 Außenumfangsfläche des Verschlussrings
17 Anlagefläche des Verschlussrings
18 Öffnungsfläche des Verschlussrings
19 erster Ringbereich des Verschlussrings
20 zweiter Ringbereich des Verschlussrings
21 Übergang zwischen den Ringbereichen
22 innerer Flächenbereich des zweiten Ringbereichs
23 äußerer Flächenbereich des zweiten Ringbereichs
24 Übergang zwischen den Flächenbereichen
25 Verschlussringöffnung
26 Innenumfangslinie
27 Schlitz
X Längsrichtung
y Querrichtung
z axiale Richtung
M Mittelpunkt der Gelenkkugel

Claims

Patentansprüche
1. Kugelgelenk mit einem eine Gehäuseöffnung (4) umfassenden Gehäuse (2), dem eine sich in einer axialen Richtung (z) erstreckende und durch die Gehäuseöffnung (4) hindurch verlaufende Mittelachse (5) zugeordnet ist, einem eine Gelenkkugel (11) umfassenden Kugelzapfen (12), der mit seiner Gelenkkugel (11) beweglich in dem Gehäuse (2) gelagert ist und sich aus diesem durch die Gehäuseöffnung (4) hindurch heraus erstreckt, und einem fest in dem Gehäuse (2) sitzenden, die Mittelachse (5) umringenden und die Gelenkkugel (11) in axialer Richtung (z) abstützenden Verschlussring (13), der eine Verschlussringöffnung (25) begrenzt, durch welche sich der Kugelzapfen (12) hindurch erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussringöffnung (25) in einer quer zur Mittelachse (5) verlaufenden Längsrichtung (x) größer ausgebildet ist als in einer quer zur Mittelachse (5) und zur Längsrichtung (x) verlaufenden Querrichtung (y).
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussringöffnung (25) oval, elliptisch oder als Langloch ausgebildet ist.
3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen- umfangsfläche (16) des Verschlussrings (13) bezüglich der Mittelachse (5) rotationssymmetrisch ist.
4. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussring (13) eine kreiszylindrische Außenumfangsfläche (16) aufweist.
5. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Gelenkkugel (11 ) abgewandte Stirnseite des Verschlussrings (13) in einer quer zur Mittelachse (5) verlaufenden Stirnseitenebene liegt.
6. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussring (13) die Gelenkkugel (11) in axialer Richtung (z) überdeckt.
7. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkkugel (11) in dem Gehäuse (2) unter Zwischenschaltung einer Kugelschale (7) gelagert ist, die eine Kugelschalenöffnung (9) und einen die Kugel- schalenöffnung (9) begrenzenden Überdeckungsbereich (8) aufweist, der die Gelenkkugel (11) in axialer Richtung (z) überdeckt und in axialer Richtung (z) von dem Verschlussring (13) überdeckt ist, wobei sich der Kugelzapfen (12) durch die Kugel- schalenöffnung (9) hindurch erstreckt.
8. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussring (13) einen der Gelenkkugel (11 ) abgewandten Ringbereich (20) und einen der Gelenkkugel (11 ) zugewandten Ringbereich (19) aufweist, der eine bezüglich der Mittelachse (5) rotationssymmetrische Innenumfangsfläche (17) aufweist, wohingegen die Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel (11) abgewandten Ringbereichs (20) in Längsrichtung (x) einen größeren Durchmesser als in Querrichtung (y) aufweist, insbesondere ist ein Übergang (24) zwischen der Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel (11) abgewandten Ringbereichs (20) und der Innenumfangsfläche des der Gelenkkugel (11) zugewandten Ringbereichs (19) vorhanden.
9. Kugelgelenk nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdeckungsbereich (8) der Kugelschale (7) von dem der Gelenkkugel (11) zugewandten Ringbereich (19) die Mittelachse (5) umlaufend in axialer Richtung (z) überdeckt ist und eine darüber hinausgehende Überdeckung des Überdeckungsbereichs (8) der Kugelschale (7) in axialer Richtung (z) nur in Querrichtung (y), insbesondere in einem Winkelbereich von ± 60° rechtwinklig zur Längsrichtung (x), durch den der Gelenkkugel abgewandten Ringbereich (20) gegeben ist.
10. Kugelgelenk nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsfläche (17) des der Gelenkkugel (11) zugewandten Ringbereichs (19) sich mit zunehmendem Abstand zum Mittelpunkt (M) der Gelenkkugel (11) verjüngt.
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