DE102023201495B3 - Bearing shell for a ball joint and ball joint with such a bearing shell - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lagerschale (1) für ein Kugelgelenk (15) und mit einem Innenraum (2) zum beweglichen Aufnehmen einer Gelenkkugel (19), wobei der Innenraum (2) eine kugelabschnittsartige Innenfläche (3) hat, mit einer koaxial zu einer Mittellängsachse (6) der Lagerschale (1) ausgebildeten Lagerschalenöffnung (5), mit einer von der Lagerschalenöffnung (5) abgewandt und koaxial zu der Mittellängsachse (6) ausgebildeten kreisscheibenartigen oder ringscheibenartigen Bodenfläche (8). Um die Steifigkeiten zu verbessern und/oder eine kostengünstigere Herstellung realisieren zu können, ist die Lagerschale (1) dadurch gekennzeichnet, dass ein radial zur Mittellängsachse (6) äußeres Ende der Bodenfläche (8) unmittelbar in eine Kegelstumpffläche (10) übergeht, wobei ein Außenradius der Kegelstumpffläche (10) ausgehend von der Bodenfläche (8) in Richtung der Lagerschalenöffnung (5) zunimmt, und ein axial von der Bodenfläche (8) abgewandtes Ende der Kegelstumpffläche (10) in eine koaxial zu der Mittellängsachse (6) ausgebildete Zylinderfläche (11) übergeht. The invention relates to a bearing shell (1) for a ball joint (15) and with an interior (2) for movably receiving a joint ball (19), wherein the interior (2) has a spherical segment-like inner surface (3), with a bearing shell opening (5) formed coaxially to a central longitudinal axis (6) of the bearing shell (1), with a circular disk-like or annular disk-like base surface (8) facing away from the bearing shell opening (5) and formed coaxially to the central longitudinal axis (6). In order to improve the rigidity and/or to be able to realize a more cost-effective production, the bearing shell (1) is characterized in that an end of the base surface (8) which is radially outer to the central longitudinal axis (6) merges directly into a truncated cone surface (10), wherein an outer radius of the truncated cone surface (10) increases starting from the base surface (8) in the direction of the bearing shell opening (5), and an end of the truncated cone surface (10) which is axially remote from the base surface (8) merges into a cylindrical surface (11) which is coaxial to the central longitudinal axis (6).
Description
Die Erfindung betrifft eine Lagerschale für ein Kugelgelenk und mit einem Innenraum zum beweglichen Aufnehmen einer Gelenkkugel, wobei der Innenraum eine kugelabschnittsartige Innenfläche hat, mit einer koaxial zu einer Mittellängsachse der Lagerschale ausgebildeten Lagerschalenöffnung, mit einer von der Lagerschalenöffnung abgewandt und koaxial zu der Mittellängsachse ausgebildeten kreisscheibenartigen oder ringscheibenartigen Bodenfläche, wobei ein radial zur Mittellängsachse äußeres Ende der Bodenfläche unmittelbar in eine Kegelstumpffläche übergeht, und ein Außenradius der Kegelstumpffläche ausgehend von der Bodenfläche in Richtung der Lagerschalenöffnung zunimmt, und ein axial von der Bodenfläche abgewandtes Ende der Kegelstumpffläche in eine koaxial zu der Mittellängsachse ausgebildete Zylinderfläche übergeht. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kugelgelenk mit einer solchen Lagerschale, wobei die Lagerschale in einem Gelenkgehäuse angeordnet ist und die Bodenfläche und die Zylinderfläche vollflächig an einer formkorrespondierend ausgebildeten Innenfläche des Gelenkgehäuses anliegen.The invention relates to a bearing shell for a ball joint and with an interior for movably receiving a joint ball, wherein the interior has a spherical segment-like inner surface, with a bearing shell opening formed coaxially to a central longitudinal axis of the bearing shell, with a circular disk-like or annular disk-like base surface facing away from the bearing shell opening and coaxially to the central longitudinal axis, wherein an end of the base surface radially outer to the central longitudinal axis immediately merges into a truncated cone surface, and an outer radius of the truncated cone surface increases from the base surface in the direction of the bearing shell opening, and an end of the truncated cone surface axially facing away from the base surface merges into a cylindrical surface formed coaxially to the central longitudinal axis. Furthermore, the invention relates to a ball joint with such a bearing shell, wherein the bearing shell is arranged in a joint housing and the base surface and the cylindrical surface lie fully against an inner surface of the joint housing formed to correspond in shape.
Eine derartige Lagerschale und ein solches Kugelgelenk sind aus der
Aus der
Insbesondere zur Verwendung in einem Traggelenk ist eine Ausbildung der Lagerschale und/oder des Kugelgelenks gefordert, die bezogen zur Mittellängsachse möglichst hohe axiale und/oder radiale Steifigkeiten aufweist. Des Weiteren ist eine möglichst einfache und/oder kostengünstige Herstellung und/oder Konstruktion der Lagerschale und/oder des Kugelgelenks erwünscht.In particular, for use in a ball joint, the bearing shell and/or ball joint must be designed to have the highest possible axial and/or radial stiffness in relation to the central longitudinal axis. Furthermore, the bearing shell and/or ball joint should be manufactured and/or constructed as simply and/or cost-effectively as possible.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Lagerschale und/oder ein Kugelgelenk der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, so dass die Steifigkeiten verbessert und/oder ein kostengünstigere Herstellung realisierbar ist. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.The object underlying the invention is to further develop a bearing shell and/or a ball joint of the type mentioned at the outset in such a way that the rigidity is improved and/or a more cost-effective production can be achieved. In particular, an alternative embodiment is to be provided.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einer Lagerschale nach Anspruch 1 und mittels eines Kugelgelenks nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.The object underlying the invention is achieved with a bearing shell according to claim 1 and by means of a ball joint according to
Die Lagerschale ist für ein Kugelgelenk, insbesondere zum Ausbilden und/oder Herstellen eines Kugelgelenks, ausgebildet. Die Lagerschale hat einen Innenraum. Dieser Innenraum ist zum beweglichen Aufnehmen einer Gelenkkugel ausgebildet. Hierbei hat der Innenraum eine kugelabschnittsartige Innenfläche. Insbesondere ist die kugelabschnittsförmige Innenfläche, vorzugsweise im montierten Zustand der Lagerschale in einem Gelenkgehäuse, korrespondierend zum Außenumfang und/oder dem Radius der Gelenkkugel ausgebildet. Die Gelenkkugel kann formschlüssig und gelenkbeweglich in dem Innenraum der Lagerschale aufgenommen bzw. gelagert werden bzw. sein.The bearing shell is designed for a ball joint, in particular for forming and/or producing a ball joint. The bearing shell has an interior space. This interior space is designed to movably accommodate a joint ball. The interior space has an inner surface in the shape of a spherical segment. In particular, the inner surface in the shape of a spherical segment is designed to correspond to the outer circumference and/or the radius of the joint ball, preferably when the bearing shell is mounted in a joint housing. The joint ball can be accommodated or stored in the interior space of the bearing shell in a form-fitting and articulated manner.
Des Weiteren weist die Lagerschale eine koaxial zu einer Mittellängsachse der Lagerschale ausgebildete Lagerschalenöffnung auf. Vorzugsweise ist die Lagerschalenöffnung mittels eines ringartigen Randes begrenzt. Der Rand kann zugleich eine Stirnfläche der Lagerschale bilden oder aufweisen. Insbesondere ist ein Durchmesser der Lagerschalenöffnung mittels eines Innendurchmessers des ringartigen Randes und/oder der Stirnfläche bestimmt oder definiert.Furthermore, the bearing shell has a bearing shell opening formed coaxially to a central longitudinal axis of the bearing shell. The bearing shell opening is preferably delimited by means of an annular edge. The edge can simultaneously form or have an end face of the bearing shell. In particular, a diameter of the bearing shell opening is determined or defined by means of an inner diameter of the annular edge and/or the end face.
Die Lagerschale hat eine von der Lagerschalenöffnung abgewandt und koaxial zu der Mittellängsachse ausgebildete kreisscheibenartigen oder ringscheibenartigen Bodenfläche. Insbesondere ist die Bodenfläche der Lagerschale zum Anlegen an einem Gehäuseboden ausgebildet. Insbesondere ist der Gehäuseboden ein Bestandteil eines zu der Lagerschale separaten bzw. separat ausgebildeten Gelenkgehäuses und/oder Gehäusedeckels. Vorzugsweise ist die Bodenfläche mittig und/oder koaxial zu der Mittellängsachse der Lagerschale angeordnet oder ausgebildet. The bearing shell has a circular disk-like or ring disk-like base surface facing away from the bearing shell opening and coaxial to the central longitudinal axis. In particular, the base surface of the bearing shell is designed to rest against a housing base. In particular, the housing base is a component of a joint housing and/or housing cover that is separate or designed separately from the bearing shell. The base surface is preferably arranged or designed centrally and/or coaxially to the central longitudinal axis of the bearing shell.
Erfindungsgemäß geht ein radial zur Mittellängsachse äußeres Ende der Bodenfläche unmittelbar in eine Kegelstumpffläche über. Hierbei nimmt ein Außenradius der Kegelstumpffläche ausgehend von der Bodenfläche in, insbesondere zur Mittellängsachse axialer, Richtung der Lagerschalenöffnung zu. Des Weiteren geht ein axial von der Bodenfläche abgewandtes Ende der Kegelstumpffläche in eine koaxial zu der Mittellängsachse ausgebildete Zylinderfläche über.According to the invention, an end of the base surface that is radially outer to the central longitudinal axis merges directly into a truncated cone surface. In this case, an outer radius of the truncated cone surface increases from the base surface in the direction of the bearing shell opening, in particular in the axial direction to the central longitudinal axis. Furthermore, an end of the truncated cone surface that is axially remote from the base surface merges into a cylindrical surface that is coaxial to the central longitudinal axis.
Hierbei ist von Vorteil, dass mittels der Bodenfläche und der Kegelstumpffläche hohe axiale Kräfte übertragen werden können. Hierdurch ist zugleich eine hohe axiale Steifigkeit der Lagerschale realisierbar. Die Bodenfläche und die Kegelstumpffläche gehen unmittelbar ineinander über. Dadurch ist zugleich eine einfache und kostengünstig herstellbare Konstruktion realisiert. Die Kegelstumpffläche und die Zylinderfläche können darüber hinaus hohe radiale Kräfte übertragen. Somit ist auch eine hohe radiale Steifigkeit der Lagerschale realisierbar.The advantage here is that high axial forces can be transmitted by means of the base surface and the truncated cone surface. This also enables a high axial stiffness of the bearing shell. The base surface and the truncated cone surface merge directly into one another. This also enables a simple and cost-effective production The truncated cone surface and the cylindrical surface can also transmit high radial forces. This also makes it possible to achieve a high radial rigidity of the bearing shell.
Vorzugsweise ist die Bodenfläche, die Kegelstumpffläche und/oder die Zylinderfläche massiv und/oder aus einem Vollmaterial gebildet. Insbesondere ist die gesamte Lagerschale massiv und/oder aus einem Vollmaterial gebildet. Bei dem Vollmaterial kann es sich um einen Kunststoff handeln. Vorzugsweise ist die Lageschale schlitzfrei ausgebildet. Hierdurch ist die Ausbildung einer hohen Steifigkeit der Lagerschale begünstigt.Preferably, the base surface, the truncated cone surface and/or the cylinder surface are solid and/or made from a solid material. In particular, the entire bearing shell is solid and/or made from a solid material. The solid material can be a plastic. Preferably, the bearing shell is designed to be slot-free. This promotes the development of a high rigidity of the bearing shell.
Vorzugsweise weist die Lagerschale und/oder das Kugelgelenk eine Gelenkachse und/oder die Mittellängsachse auf, um die Gelenkkugel und/oder ein Gelenkinnenteil bewegbar ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Gelenkachse und/oder die Mittellängsachse in axialer Richtung der Lagerschale, des Kugelgelenks und/oder des Gelenkinnenteils. Die Gelenkachse und die Mittellängsachse können zusammenfallen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Gelenkachse um die Mittellängsachse. Insbesondere ist die Lagerschale und/oder das Kugelgelenk bezüglich der Gelenkachse und/oder der Mittellängsachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Gelenkachse und/oder die Mittellängsachse kann durch einen Mittelpunkt der Gelenkkugel und/oder des Innenraums der Lagerschale verlaufen.The bearing shell and/or the ball joint preferably has a joint axis and/or the central longitudinal axis around which the joint ball and/or an inner joint part can be moved. The joint axis and/or the central longitudinal axis preferably extend in the axial direction of the bearing shell, the ball joint and/or the inner joint part. The joint axis and the central longitudinal axis can coincide. The joint axis is preferably the central longitudinal axis. In particular, the bearing shell and/or the ball joint is rotationally symmetrical or essentially rotationally symmetrical with respect to the joint axis and/or the central longitudinal axis. The joint axis and/or the central longitudinal axis can run through a center point of the joint ball and/or the interior of the bearing shell.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Ausdruck „radial“ eine oder jedwede Richtung kennzeichnen, die rechtwinklig zur axialen Richtung der Lagerschale, des Kugelgelenks, der Gelenkachse und/oder der Mittellängsachse verläuft. Der Ausdruck „axial“ kann eine oder jedwede Richtung kennzeichnen, die parallel zur axialen Richtung der Lagerschale, des Kugelgelenks und/oder der Mittellängsachse verläuft.In the context of the present application, the term "radial" can designate one or any direction that runs perpendicular to the axial direction of the bearing shell, the ball joint, the joint axis and/or the central longitudinal axis. The term "axial" can designate one or any direction that runs parallel to the axial direction of the bearing shell, the ball joint and/or the central longitudinal axis.
Die Gelenkkugel und/oder das Gelenkinnenteil kann drehbar und/oder kippbar in der Lagerschale gelagert sein. Insbesondere ist unter einem gelenkbeweglichen Aufnehmen und/oder einer gelenkigen Lagerung der Gelenkkugel in der Lagerschale eine Schwenkbeweglichkeit, Kippbeweglichkeit und/oder Drehbeweglichkeit zu verstehen. Vorzugsweise bezeichnet eine gelenkbewegliche Aufnahme und/oder eine gelenkige Verbindung zweier Komponenten eine Verbindung der beiden Komponenten mittels eines Gelenks derart, dass die beiden Komponenten um mindestens eine Drehachse relativ zueinander verdreht werden können. Es sind also gelenkige Verbindungen um genau eine Drehachse, um genau zwei Drehachsen oder um genau drei Drehachsen möglich. Insbesondere lässt eine gelenkige Verbindung keine translatorische Bewegung der beiden Komponenten relativ zueinander zu.The joint ball and/or the inner joint part can be mounted in the bearing shell so that it can rotate and/or tilt. In particular, an articulated mounting and/or articulated mounting of the joint ball in the bearing shell means a pivoting movement, tilting movement and/or rotational movement. Preferably, an articulated mounting and/or an articulated connection of two components refers to a connection of the two components by means of a joint such that the two components can be rotated relative to one another about at least one axis of rotation. Articulated connections about exactly one axis of rotation, about exactly two axes of rotation or about exactly three axes of rotation are therefore possible. In particular, an articulated connection does not allow any translational movement of the two components relative to one another.
Vorzugsweise ist das Gelenkinnenteil als ein Kugelzapfen ausgebildet. Der Kugelzapfen weist die Gelenkkugel und einen Gelenkzapfen auf. Insbesondere erstreckt sich der Gelenkzapfen ausgehend von der Gelenkkugel durch die Lagerschalenöffnung hindurch nach außen.Preferably, the inner joint part is designed as a ball pin. The ball pin has the joint ball and a joint pin. In particular, the joint pin extends from the joint ball through the bearing shell opening to the outside.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Zylinderfläche einen Außendurchmesser auf, der größer ist als ein Außendurchmesser des von der Bodenfläche abgewandten Endes der Kegelstumpffläche. Vorzugsweise geht die Kegelstumpffläche unmittelbar in die Zylinderfläche über. Alternativ kann die Kegelstumpffläche nicht unmittelbar bzw. mittelbar in die Zylinderfläche übergehen. Insbesondere geht das von der Bodenfläche abgewandte Ende der Kegelstumpffläche mittels einer ringscheibenartigen Stufenfläche in die Zylinderfläche über, wobei die Stufenfläche radial zur Mittellängsachse ausgerichtet ist. Somit geht die Kegelstumpffläche mittels der Stufenfläche in die Zylinderfläche über. Mit anderen Worten ermöglicht die Stufenfläche einen Ausgleich zwischen dem größten Außendurchmesser der Kegelstumpffläche am von der Bodenfläche abgewandten Ende der Kegelstumpffläche und dem Außendurchmesser der Zylinderfläche, der größer ist als der Außendurchmesser des von der Bodenfläche abgewandten Endes der Kegelstumpffläche.According to a further embodiment, the cylinder surface has an outer diameter that is larger than an outer diameter of the end of the truncated cone surface facing away from the base surface. The truncated cone surface preferably merges directly into the cylinder surface. Alternatively, the truncated cone surface may not merge directly or indirectly into the cylinder surface. In particular, the end of the truncated cone surface facing away from the base surface merges into the cylinder surface by means of a ring-disk-like stepped surface, wherein the stepped surface is aligned radially to the central longitudinal axis. The truncated cone surface thus merges into the cylinder surface by means of the stepped surface. In other words, the stepped surface enables a balance between the largest outer diameter of the truncated cone surface at the end of the truncated cone surface facing away from the base surface and the outer diameter of the cylinder surface, which is larger than the outer diameter of the end of the truncated cone surface facing away from the base surface.
Gemäß einer Weiterbildung erstreckt sich die Zylinderfläche in axialer Richtung der Mittellängsachse bis zu einer Äquatorebene oder mindestens bis zu einer Äquatorebene der Lagerschale. Hierbei ist die Äquatorebene rechtwinklig zur Mittellängsachse ausgerichtet. Des Weiteren befindet sich die Äquatorebene in axialer Richtung der Mittellängsachse auf Höhe eines maximalen Innendurchmessers des Innenraums. Insbesondere ist die Äquatorebene keine materiell ausgebildete Fläche, sondern kennzeichnet den Bereich des Innenraums der Lagerschale mit einem maximalen Innendurchmesser, der sich rechtwinklig zur Mittellängsachse ergibt.According to a further development, the cylinder surface extends in the axial direction of the central longitudinal axis up to an equatorial plane or at least up to an equatorial plane of the bearing shell. The equatorial plane is aligned at right angles to the central longitudinal axis. Furthermore, the equatorial plane is located in the axial direction of the central longitudinal axis at the height of a maximum inner diameter of the interior. In particular, the equatorial plane is not a materially formed surface, but rather characterizes the area of the interior of the bearing shell with a maximum inner diameter that is perpendicular to the central longitudinal axis.
Erfindungsgemäß geht die Zylinderfläche in Richtung der Lagerschalenöffnung unmittelbar und/oder versatzlos in eine Ringfläche über. Im Bereich des Übergangs von der Zylinderfläche in die Ringfläche können die Zylinderfläche und die Ringfläche den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Insbesondere ist die Ringfläche, vorzugsweise in einem nicht montierten Zustand der Lagerschale, zylinderartig oder zylinderähnlich ausgebildet. Ein von der Bodenfläche und/oder der Zylinderfläche abgewandtes Ende der Ringfläche kann unmittelbar in eine Stirnfläche übergehen, wobei die Stirnfläche quere oder rechtwinklig zur Mittellängsachse ausgerichtet ist und sich die Stirnfläche in axialer Richtung der Mittellängsachse auf Höhe der Lagerschalenöffnung befindet. Insbesondere erstreckt sich die Ringfläche ausgehend von einer Äquatorebene der Lagerschale in Richtung der Stirnfläche.According to the invention, the cylinder surface merges directly and/or without offset into an annular surface in the direction of the bearing shell opening. In the area of the transition from the cylinder surface to the annular surface, the cylinder surface and the annular surface can have the same outer diameter. In particular, the annular surface, preferably in a non-assembled state of the bearing shell, is designed to be cylindrical or similar to a cylinder. An end of the annular surface facing away from the base surface and/or the cylinder surface can merge directly into an end surface, the end surface being transverse or perpendicular to the central longitudinal axis. and the end face is located in the axial direction of the central longitudinal axis at the level of the bearing shell opening. In particular, the annular surface extends from an equatorial plane of the bearing shell in the direction of the end face.
Nach einer weiteren Ausführungsform stimmt jeweils ausgehend von der Äquatorebene der Lagerschale ein sich in axialer Richtung zur Mittellängsachse ergebendes maximales Maß der Ringfläche mit einem sich in axialer Richtung zur Mittellängsachse ergebenden maximalen Maß der Zylinderfläche überein. Vorzugsweise bestimmt das jeweilige maximale Maß eine Höhe der Ringfläche beziehungsweise der Zylinderfläche parallel zur Mittellängsachse gemessen und ausgehend von der Äquatorebene und bis zum jeweiligen von der Äquatorebene abgewandten Ende der Ringfläche beziehungsweise der Zylinderfläche. Insbesondere da sich diese maximalen Maße und/oder Höhen der Ringfläche und der Zylinderfläche übereinstimmen, ergibt sich, dass im montierten Zustand der Lagerschale radiale Belastungen der Ringfläche und der Zylinderfläche gleich groß sind.According to a further embodiment, starting from the equatorial plane of the bearing shell, a maximum dimension of the ring surface resulting in the axial direction to the central longitudinal axis corresponds to a maximum dimension of the cylinder surface resulting in the axial direction to the central longitudinal axis. The respective maximum dimension preferably determines a height of the ring surface or the cylinder surface measured parallel to the central longitudinal axis and starting from the equatorial plane and up to the respective end of the ring surface or the cylinder surface facing away from the equatorial plane. In particular, since these maximum dimensions and/or heights of the ring surface and the cylinder surface correspond, it follows that when the bearing shell is assembled, radial loads on the ring surface and the cylinder surface are of the same magnitude.
Erfindungsgemäß weist die Ringfläche in einem nicht montierten Zustand der Lagerschale ausgehend von der Zylinderfläche, insbesondere bis zu einer radial ausgerichteten Stirnfläche, einen größer werden Außendurchmesser auf. Vorzugsweise ist die Ringfläche im nicht montierten Zustand der Lagerschale gebogen ausgebildet. Insbesondere ist die Ringfläche im nicht montierten Zustand der Lageschale ausgehend von der Äquatorebene und/oder der Zylinderfläche und in Richtung der Stirnfläche radial zur Mittellängsachse nach außen gebogen. Somit kann die Ringfläche und/oder die Lageschale in dem nicht montierten Zustand einen maximalen Außendurchmesser im Bereich der Ringfläche und am von der Zylinderfläche abgewandten Ende der Ringfläche aufweisen. Insbesondere weist die nicht montierte Lagerschale auf Höhe und/oder im Bereich der Lageschalenöffnung einen maximalen Außendurchmesser auf.According to the invention, in an unassembled state of the bearing shell, the annular surface has a larger outer diameter starting from the cylindrical surface, in particular up to a radially aligned end face. The annular surface is preferably curved in the unassembled state of the bearing shell. In particular, in the unassembled state of the bearing shell, the annular surface is bent outwards starting from the equatorial plane and/or the cylindrical surface and in the direction of the end face radially to the central longitudinal axis. In the unassembled state, the annular surface and/or the bearing shell can therefore have a maximum outer diameter in the region of the annular surface and at the end of the annular surface facing away from the cylindrical surface. In particular, the unassembled bearing shell has a maximum outer diameter at the level and/or in the region of the bearing shell opening.
Vorzugsweise ist die Ringfläche in einem montierten Zustand zylindrisch ausgebildet. Hierbei entspricht ein Außendurchmesser der zylindrischen Ringfläche dem Außendurchmesser der Zylinderfläche. Insbesondere ist die Lageschale im montierten Zustand in einem Gelenkgehäuse angeordnet. Beim Anordnen und/oder Einpressen der Lagerschale in das Gelenkgehäuse kann ein radial nach außen gebogener Teil der Ringfläche derart radial nach innen verformt werden, so dass die gesamte Ringfläche hinsichtlich ihres Außendurchmessers an den Außendurchmesser der Zylinderfläche anpasst. Hierbei kann zugleich ein Innendurchmesser der Lagerschalenöffnung reduziert werden, wodurch ein hinreichend sicherer Halt einer Gelenkkugel in der Lageschale erreicht ist. Insbesondere wird die Gelenkkugel des Gelenkinnenteils vor der Montage der Lageschale durch die Lageschalenöffnung in das Gelenkgehäuse eingepresst. Somit können das Gelenkinnenteil und die Lagerschale gemeinsam in das Gelenkgehäuse eingesetzt und/oder eingepresst werden.The ring surface is preferably cylindrical in an assembled state. An outer diameter of the cylindrical ring surface corresponds to the outer diameter of the cylinder surface. In particular, the bearing shell is arranged in a joint housing in the assembled state. When arranging and/or pressing the bearing shell into the joint housing, a part of the ring surface that is bent radially outwards can be deformed radially inwards so that the entire ring surface adapts to the outer diameter of the cylinder surface in terms of its outer diameter. At the same time, an inner diameter of the bearing shell opening can be reduced, whereby a sufficiently secure hold of a joint ball in the bearing shell is achieved. In particular, the joint ball of the inner joint part is pressed into the joint housing through the bearing shell opening before the bearing shell is assembled. The inner joint part and the bearing shell can thus be inserted and/or pressed into the joint housing together.
Von besonderem Vorteil ist ein Kugelgelenk mit einer erfindungsgemäßen Lagerschale, wobei die Lagerschale in einem Gelenkgehäuse angeordnet ist und die Bodenfläche und die Zylinderfläche vollflächig an einer formkorrespondierend ausgebildeten Innenfläche des Gelenkgehäuses anliegen. Insbesondere ist das Kugelgelenk und/oder die Lagerschale zur Verwendung in einem Fahrwerksbauteil für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, vorzugsweise Kraftfahrzeugs, ausgebildet. Somit kann das Kugelgelenk und/oder die Lagerschale in einem Fahrwerksbauteil angeordnet sein. Hierbei kann das Kugelgelenk auf vielfältige Weise im Fahrzeugbau zum Einsatz kommen. Insbesondere im Fahrwerk dienen Kugelgelenke dazu, Fahrwerkskomponenten, wie beispielsweise Lenkerbauteile, Radträger, Spurstangen oder dergleichen gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeugaufbau bzw. einen daran befestigten Achsträger zu verbinden. Vorzugsweise weisen Kugelgelenke ein wenigstens einseitig offenes Gelenkgehäuse, insbesondere mit einer die Innenfläche des Gelenkgehäuses bildenden Gehäuseausnehmung, zum Aufnehmen eines Gelenkinnenteils auf. Das Gelenkinnenteil kann als eine Kugelhülse oder als ein Kugelzapfen realisiert sein. Bei einer Ausbildung als ein Kugelzapfen kann sich ein Gelenkzapfen des Gelenkinnenteils aus der Gehäuseöffnung und der Lagerschalenöffnung heraus erstrecken.A ball joint with a bearing shell according to the invention is particularly advantageous, wherein the bearing shell is arranged in a joint housing and the bottom surface and the cylinder surface lie fully against an inner surface of the joint housing that has a corresponding shape. In particular, the ball joint and/or the bearing shell is designed for use in a chassis component for a chassis of a vehicle, preferably a motor vehicle. The ball joint and/or the bearing shell can thus be arranged in a chassis component. The ball joint can be used in a variety of ways in vehicle construction. In particular in the chassis, ball joints are used to connect chassis components, such as control arm components, wheel carriers, tie rods or the like, to one another or to the vehicle body or an axle carrier attached to it. Preferably, ball joints have a joint housing that is open on at least one side, in particular with a housing recess that forms the inner surface of the joint housing, for receiving an inner joint part. The inner joint part can be realized as a ball sleeve or as a ball pin. When designed as a ball pin, a pivot pin of the inner joint part can extend out of the housing opening and the bearing shell opening.
Gemäß einer Weiterbildung des Kugelgelenks weist die Innenfläche des Gelenkgehäuses eine Stufe auf. Insbesondere ist die Stufe formkorrespondierend zur Stufenfläche und somit zum Übergang zwischen der Kegelstumpffläche und der Zylinderfläche der Lagerschale ausgebildet. Somit liegt die Stufenfläche der Lagerschale formkorrespondierend auf der Stufe des Gelenkgehäuses auf. Insbesondere weist die Innenfläche einen hohlzylindrischen Abschnitt auf, wobei die Zylinderfläche und die Ringfläche der Lagerschale formschlüssig an dem zylindrischen Abschnitt des Gelenkgehäuses anliegen.According to a further development of the ball joint, the inner surface of the joint housing has a step. In particular, the step is designed to correspond in shape to the step surface and thus to the transition between the truncated cone surface and the cylindrical surface of the bearing shell. The step surface of the bearing shell thus rests on the step of the joint housing in a shape corresponding to that. In particular, the inner surface has a hollow cylindrical section, with the cylindrical surface and the annular surface of the bearing shell resting in a form-fitting manner on the cylindrical section of the joint housing.
Vorzugsweise ist die Lagerschale mittels eines Verschlussrings in dem Gelenkgehäuse gehalten. Insbesondere ist der Verschlussring einstückig und/oder als ein geschlossener Ring ausgebildet. Der Verschlussring kann aus einem Metall hergestellt sein. Der Verschlussring ist in einer Nut des Gelenkgehäuses gehalten. Die Nut kann nach dem Einsetzen des Verschlussringes aufgrund einer plastischen Umformung eines Gehäuserandes gebildet sein oder werden. Insbesondere ist der Verschlussring aufgrund einer Bördelung des Gehäuserandes an dem Gelenkgehäuse festgesetzt. Der Verschlussring liegt auf der Stirnfläche der Lagerschale. Hierdurch ist die Lageschale in dem Gelenkgehäuse gehalten. Insbesondere ist die Lagerschale zwischen dem Verschlussring und der Stufe des Gelenkgehäuses in axialer Richtung zur Mittellängsachse geklemmt, wodurch die Lagerschale gegen ein Verdrehen um die Mittellängsachse gehalten und/oder gesichert ist. Hierdurch kann auf eine formschlüssige Verdrehsicherung verzichtet werden.Preferably, the bearing shell is held in the joint housing by means of a locking ring. In particular, the locking ring is designed as a single piece and/or as a closed ring. The locking ring can be made of a metal. The locking ring is held in a groove in the joint housing. The groove can be closed after the locking ring has been inserted due to a plastic The locking ring can be formed by mechanical deformation of a housing edge. In particular, the locking ring is fixed to the joint housing by flanging the housing edge. The locking ring lies on the front face of the bearing shell. This holds the bearing shell in the joint housing. In particular, the bearing shell is clamped between the locking ring and the step of the joint housing in the axial direction to the central longitudinal axis, whereby the bearing shell is held and/or secured against rotation about the central longitudinal axis. This means that a positive locking anti-twist device is not necessary.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Verschlussring einen schräg zur Mittellängsachse und in Richtung des Innenraums sowie auf eine Oberfläche der Gelenkkugel gerichteten, ringartigen Vorsprung zum Ausbilden eines Fließstopps auf. Aufgrund des Vorsprungs ergibt sich ein minimaler Abstand zwischen dem Verschlussring und der Oberfläche der Gelenkkugel. Dies kann einen effektiven oder natürlichen Fließstopp bezüglich des Kunststoffmaterials der Lagerschale bewirken. Insbesondere ermöglicht ein derartiger Fließstopp die Einstellung geringer Vorspannungen in dem Kugelgelenk und damit niedrige Drehmomente zur Betätigung des Kugelgelenks.According to a further embodiment, the locking ring has a ring-like projection directed obliquely to the central longitudinal axis and in the direction of the interior and onto a surface of the joint ball to form a flow stop. Due to the projection, there is a minimal distance between the locking ring and the surface of the joint ball. This can bring about an effective or natural flow stop with regard to the plastic material of the bearing shell. In particular, such a flow stop enables the setting of low preloads in the ball joint and thus low torques for actuating the ball joint.
Vorzugsweise ist das Kugelgelenk gemäß allen im Zusammenhang mit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Lagerschale erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet. Ferner kann die hier beschriebene Lagerschale gemäß allen im Zusammenhang mit dem Kugelgelenk erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.Preferably, the ball joint is further developed according to all embodiments explained in connection with the bearing shell according to the invention described here. Furthermore, the bearing shell described here can be further developed according to all embodiments explained in connection with the ball joint.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
-
1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lagerschale, -
2 eine perspektivische Seitenansicht von Bestandteilen zum Ausbilden eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks, und -
3 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks.
-
1 a sectional side view of a bearing shell according to the invention, -
2 a perspective side view of components for forming a ball joint according to the invention, and -
3 a sectional side view of a ball joint according to the invention.
Von der Lagerschalenöffnung 5 abgewandt und koaxial zu der Mittellängsachse 6 weist die Lagerschale 1 eine bei diesem Ausführungsbeispiel ringscheibenartig ausgebildet Bodenfläche 8 auf. Bei diesem Beispiel weist die Bodenfläche 8 einen Außendurchmesser auf, der bei diesem Ausführungsbeispiel mindestens 3/4 eines maximalen Innendurchmessers des Innenraums 2 entspricht. Hierbei erstrecken sich der Durchmesser der Bodenfläche 8 und des Innenraums 2 rechtwinklig zur Mittellängsachse 6.Facing away from the bearing shell opening 5 and coaxial with the central longitudinal axis 6, the bearing shell 1 has a
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Bodenfläche 8 bis auf eine mittige Erhebung 9 flächig ausgebildet. Die mittige Erhebung 9 ist als eine Anspritzstelle ausgebildet, die sich beim Spritzguss der Lagerschale 1 ergibt.In this embodiment, the
Ein radial zur Mittellängsachse 6 äußeres Ende der Bodenfläche 8 geht unmittelbar in eine Kegelstumpffläche 10 über. Hierbei nimmt ein Außenradius der Kegelstumpffläche 10 ausgehend von der Bodenfläche 8 in Richtung der Lagerschalenöffnung 5 zu.An outer end of the
Des Weiteren geht ein axial von der Bodenfläche 8 abgewandtes Ende der Kegelstumpffläche 10 in eine koaxial zu der Mittellängsachse 6 ausgebildete Zylinderfläche 11 über. Hierbei weist die Zylinderfläche 11 einen Außendurchmesser auf, der größer ist als ein Außendurchmesser des von der Bodenfläche 8 abgewandten Endes der Kegelstumpffläche 10. Somit geht die Kegelstumpffläche 10 nicht unmittelbar in die Zylinderfläche 11 über. Stattdessen geht das von der Bodenfläche 8 abgewandte Ende der Kegelstumpffläche 10 mittels einer ringscheibenartigen Stufenfläche 12 in die Zylinderfläche 11 über. Hierbei ist die Stufenfläche 12 radial zur Mittellängsachse 6 ausgerichtet.Furthermore, an end of the
Die Zylinderfläche 11 erstreckt sich in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 mindestens bis zu einer Äquatorebene 13 der Lagerschale 1. Die Äquatorebene 13 ist rechtwinklig zur Mittellängsachse 6 ausgerichtet ist und befindet sich in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 gesehen auf Höhe eines maximalen Innendurchmessers des Innenraums 2.The
Die Zylinderfläche 11 geht in Richtung der Lagerschalenöffnung 5 unmittelbar in eine Ringfläche 14 über. Hierbei geht ein von der Bodenfläche 8 abgewandtes Ende der Ringfläche 14 unmittelbar in die Stirnfläche 7 über. Die Ringfläche 14 erstreckt sich ausgehend von der Äquatorebene 13 der Lagerschale 1 in Richtung der Stirnfläche 7.The
Die Ringfläche 14 ist in dem hier dargestellten nicht montieren Zustand der Lageschale nicht zylinderförmig ausgebildet. Stattdessen ist die Ringfläche 14 im nicht montierten Zustand ausgehend von der Zylinderfläche 11 und bis zur Stirnfläche 7 radial zur Mittellängsachse 6 nach außen gebogen ausgebildet. Hierbei wird der Außendurchmesser der Ringfläche in Richtung der Stirnfläche 7 kontinuierlich größer.The
Des Weiteren stimmt bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils ausgehend von der Äquatorebene 13 der Lagerschale 1 ein sich in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 ergebendes maximales Maß der Ringfläche 14 mit einem sich in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 ergebenden maximalen Maß der Zylinderfläche 11 überein. Mit anderen Worten weisen die Ringfläche 14 und die Zylinderfläche 11 jeweils ausgehend von der Äquatorebene 13 die gleiche Höhe auf, wobei sich die Ringfläche 14 und die Zylinderfläche 11 ausgehend von der Äquatorebene 13 in voneinander abgewandte Richtungen erstrecken.Furthermore, in this embodiment, starting from the
Das Gelenkinnenteil 16 ist als ein Kugelzapfen ausgebildet und weist eine Gelenkkugel 10 sowie einen Gelenkzapfen 20 auf. Der Verschlussring 17 ist als ein geschlossener Ring ausgebildet.The inner
Das Gelenkgehäuse 18 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Metall gebildet. Des Weiteren weist das Gelenkgehäuse 18 eine Gehäuseausnehmung 21 auf. Hierbei bildet die Gehäuseausnehmung 21 eine Innenfläche des Gelenkgehäuses 18 zum formschlüssigen Aufnehmen der Lagerschale 1. Eine Gehäuseöffnung 23 des Gelenkgehäuses 18 wird von einem ringartigen Gehäuserand 24 umringt.In this embodiment, the
Vor der Montage der Lageschale 1 in dem Gelenkgehäuse 18 wird die Gelenkkugel 13 des Gelenkinnenteils 16 zunächst durch die Lageschalenöffnung 5 gemäß
Bei diesem Einsetzen oder Einpressen der Lagerschale 1 in das Gelenkgehäuse 18 wird der gemäß
Die Bodenfläche 8, die Zylinderfläche 11 und die Ringfläche 14 liegen vollflächig an der formkorrespondierend ausgebildeten Innenfläche 22 des Gelenkgehäuses 18 an. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Gelenkgehäuse im Bereich der Erhebung 9 eine Vertiefung 25 auf, in die die Erhebung 9 hineinragt. Die Innenfläche 22 des Gelenkgehäuses 18 weist eine Stufe 26 auf. Auf der Stufe 26 liegt die Stufenfläche 12 der Lagerschale 1 formkorrespondierend auf.The
Die Lagerschale 1 ist mittels des Verschlussrings 17 in dem Gelenkgehäuse 18 gehalten. Hierzu ist der Verschlussring 17 in einer Nut 27 des Gelenkgehäuses 18 gehalten. Die Nut 27 ist nach dem Einsetzen des Verschlussringes 17 aufgrund einer plastischen Umformung des zunächst ringartigen Gehäuserandes 23 gemäß
Hierbei liegt der Verschlussring 17 zugleich auf der Stirnfläche 7 der Lagerschale 1. Die Lagerschale 1 ist zwischen dem Verschlussring 17 und der Stufe 26 des Gelenkgehäuses 18 in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 geklemmt, wodurch ein Verdrehen der Lagerschale 1 um die Mittellängsachse 6 blockiert bzw. verhindert ist.In this case, the locking
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Verschlussring 17 einen schräg zur Mittellängsachse 6 und in Richtung des Innenraums 2 bzw. ungefähr in Richtung eines Mittelpunktes der Gelenkkugel 19 sowie auf eine Oberfläche einer Gelenkkugel 19 gerichteten, ringartigen Vorsprung 28 zum Ausbilden eines Fließstopps auf. Aufgrund des Vorsprungs 28 ergibt sich ein minimaler Abstand zwischen dem Verschlussring 17 und der Oberfläche der Gelenkkugel 19.In this embodiment, the locking
BezugszeichenReference symbols
- 11
- LagerschaleBearing shell
- 22
- Innenrauminner space
- 33
- InnenflächeInner surface
- 44
- Randedge
- 55
- LageschalenöffnungLayer shell opening
- 66
- MittellängsachseCentral longitudinal axis
- 77
- StirnflächeFrontal area
- 88th
- BodenflächeFloor area
- 99
- ErhebungSurvey
- 1010
- Kegelstumpfflächetruncated cone surface
- 1111
- ZylinderflächeCylinder surface
- 1212
- StufenflächeStep surface
- 1313
- ÄquatorebeneEquatorial plane
- 1414
- RingflächeRing area
- 1515
- KugelgelenkBall joint
- 1616
- GelenkinnenteilInner joint part
- 1717
- VerschlussringLocking ring
- 1818
- GelenkgehäuseJoint housing
- 1919
- GelenkkugelJoint ball
- 2020
- GelenkzapfenPivot pin
- 2121
- GehäuseausnehmungHousing recess
- 2222
- InnenflächeInner surface
- 2323
- GehäuseöffnungHousing opening
- 2424
- GehäuserandHousing edge
- 2525
- Vertiefungdeepening
- 2626
- StufeLevel
- 2727
- NutGroove
- 2828
- Vorsprunghead Start
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102023201495.5A DE102023201495B3 (en) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | Bearing shell for a ball joint and ball joint with such a bearing shell |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102023201495.5A DE102023201495B3 (en) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | Bearing shell for a ball joint and ball joint with such a bearing shell |
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---|---|
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ID=90628513
Family Applications (1)
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---|---|
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DE102019208143A1 (en) | 2019-06-05 | 2020-12-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Bearing shell for forming a ball joint and a ball joint with such a bearing shell |
DE102020209477B3 (en) | 2020-07-28 | 2021-12-09 | Zf Friedrichshafen Ag | Closure element for a ball joint and ball joint for a chassis of a vehicle |
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-
2023
- 2023-02-21 DE DE102023201495.5A patent/DE102023201495B3/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |