WO2001051822A1 - Lagerschale für eine kugel eines kugelgelenks - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a bearing shell for a ball of a ball joint according to the preamble of claim 1.
- Such a bearing shell and a ball joint with such a bearing shell are known from WO 98/15746.
- the ball is inserted into a recess of a ball joint housing which is larger than the ball and is fixed in position by mechanical means.
- the free space formed is then filled with filler material by a spraying process.
- the space above the ball and part of the ball stud are filled with a sealing envelope made of a cross-linked and / or uncross-linked elastomer.
- the mold used must be adapted to the shape of the ball joint housing. Different, correspondingly adapted shaping tools must therefore be created for different ball joint dimensions or ball joint shapes.
- the object of the present invention is to simplify the manufacture of the bearing shell of a ball joint and to make it more cost-effective.
- the sealing collar and the bearing cups can be produced in one operation or in an injection mold in such a way that the two bearing cups lie next to one another and are only connected to one another by the hinge.
- the bearing shell is closed by simply closing the other spherical cap and thus fixed on the ball.
- This unit can then be inserted and molded into a ball joint housing in a manner known per se.
- 1 is a device for producing the bearing shell dome according to the invention with molded sealing sleeve from the side in section, 2 a bearing shell provided with an inserted ball pin with a snap connection,
- FIG. 3 shows an enlarged illustration of a possible snap connection that can be opened again before latching
- FIG. 4 shows the snap connection of FIG. 3 after latching
- Fig. 5 is a locking hook for firmly locking a snap connection
- Fig. 6 shows a detail of a bearing shell with a lubrication groove in the plane of the equator.
- a mold This consists of a molding die 2 with a molding attachment 3. To the side of the molding attachment 3, two molding tool parts 4 and 5 which can be removed to the left or to the right in the drawing are provided. These mold parts 4, 5 have a contour which is adapted to the shape of the mold shoulder 3, so that a mold cavity 6 is produced which corresponds to the sealing sleeve 7 to be formed.
- This mold part 8 has a mold head 10 in the form of a flattened hemisphere over the flat end 9 of the mold attachment 3.
- An adapted shape 11 is provided in the mold 4 for this shape, so that there is a mold cavity 12 which is used to shape a bearing shell cap 13 with an opening 14.
- the mold cavities 6 and 12 merge into one another. This can result in simultaneous injection of material for the sealing sleeve 7 into the mold cavity 6 and material for the bearing shell dome 13 into the mold cavity 12 in the region of the butt plane 15 between the mold attachment 3 and the mold head 10 of the mold parts 4 and 8, the two materials introduced are connected to one another in a positive and non-positive manner.
- This gap forms a connection between the two bearing shell domes 13, 19 in the form of a film hinge 21.
- the material for the sealing collar 7 consists of a thermoplastic elastomer, for example an elastomeric polyethylene, polypropylene, polyurethane or the like.
- the material for the bearing shell calottes 13 and 19 and for the film hinge 21 consists of a polymer suitable for storage purposes, for example made of hard-elastic polyethylene, Polypropylene, polyimide, polytetrafluorocarbon, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate or the like. In this way, as illustrated in FIG. 2, a bearing shell 22 is obtained from two bearing shell domes 13 and 19 which are connected to one another by the film hinge 21.
- the pin 23 of a ball pin 24 is inserted through the bearing shell dome 13 with the opening 14 and through the sealing sleeve 7.
- the bearing shell cap 19 is then folded onto the ball 26 in the direction of arrow 25.
- the snap elements 27, 28 lock together.
- the two bearing shell domes 13 and 19 are connected to one another and, at the same time, the bearing shell 22 is fixed on the ball 26.
- a snap element 27 designed as a tab is provided on the hinged bearing shell cap 19 on the side 29 opposite the film hinge 21.
- This snap element 27 is provided on the inside with a latching lug 30, which can snap into a molded snap element 28, which is designed as a groove 31 and is adapted to the other bearing shell dome 13 in the same way.
- the dividing line 32 between the two bearing cups 13 and 19 forms a virtual equatorial plane 33, indicated by an arrow, in which the two bearing cups 13, 19 touch with their end faces 34, 35.
- a plurality of snap connections can be provided on the circumference of the bearing shell spherical caps 13 and 19, as is shown in FIG. 2 by the tab 36 drawn on the bearing shell spherical cap 19.
- the snap elements 27, 28 can also be provided in sections distributed over the circumference of the bearing shell calottes 13, 19 in the region of the equatorial plane 33 or at the end surfaces 34 and 35. As indicated in dashed lines in FIG. 2, they can advantageously also extend over the entire circumference of the bearing shell calottes 13, 19 in the region of the equatorial plane 33.
- At least one lubrication groove 38 can be provided on the inside 37 of the bearing shell dome 13 and / or 19, as shown in FIG. 2 for the bearing shell dome 19. This can extend parallel to the equatorial plane 33. This lubrication groove 38 or further lubrication grooves can also be provided in other planes or tracks that run obliquely thereto, for example in a spiral shape or the like. According to FIG. 2, a lubrication groove 38 preferably extends along the equatorial plane 33, in that a recess or a respective lubrication groove 38 is provided on the inside 37 of the bearing shell dome 13 and / or the bearing shell dome 19.
- fixing means 45 for example in the form of pins, webs or the like, can be provided on the outer surfaces 43 or 44 of the bearing shell calottes 13 or 19.
- the bearing shell 22 can be mounted in the ball stud 23, 24 Condition are fixed in a recess of a ball joint housing, not shown, so that a cavity also formed thereby can be filled in a manner known per se with a filling compound, for example with a thermoplastic injection molding compound.
- the locking lug 30 is designed as a locking hook. This latching hook can engage behind an edge of the other snap connection 28. As a result, there is a fixed connection, which cannot be detached or cannot be removed without aids, between the two bearing cup domes 13 and 19.
- FIG. 6 shows, on an enlarged scale, a section of the bearing shell cap 19 with the film hinge 21, the dividing line 32 between the two bearing shell domes 13, 19, the lubrication groove 38 and the equatorial plane 33.
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Abstract
Eine Lagerschale für eine an einem Kugelzapfen (24) angeordnete Kugel (26) eines Kugelgelenks (21, 22, 24) soll so verbessert werden, daß die Herstellung der Lagerschale (22) kostengünstig ermöglicht werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Lagerschale (22) aus zwei in der Äquatorebene (33) oder annähernd in der Äquatorebene (33) getrennte Lagerschalenkalotten (13, 19) besteht, welche durch ein Filmscharnier (21) miteinander verbunden sind (I).
Description
Lagerschale für eine Kugel eines Kugelgelenks
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagerschale für eine Kugel eines Kugelgelenks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Lagerschale und ein Kugelgelenk mit einer derartigen Lagerschale sind aus der WO 98/15746 bekannt. Dort ist die Kugel in eine größer als die Kugel ausgebildete Aussparung eines Kugelgelenkgehäuses eingesetzt und durch mechanische Mittel lagefixiert. Anschließend wird der gebildete Freiraum durch einen Spritzvorgang mit Füllmaterial ausgefüllt. Danach werden der Raum oberhalb der Kugel und ein Teil des Kugelzapfens mit einer eine Abdichtung bildenden Umhüllung aus einem vernetzten und/oder unvernetzten Elastomer ausgefüllt. Hierbei muß das verwendete Formwerkzeug an die Form des Kugelgelenkgehäuses angepaßt sein. Für verschiedene Kugelgelenkabmessungen oder Kugelgelenkformen müssen daher unterschiedliche, entsprechend angepaßte Formwerkzeuge erstellt werden. Vorteilhaft an dieser Lösung ist, daß die getrennte Herstellung und Lagerhaltung der sonst üblichen Abdichtmanschetten bzw. Abdichtbälge und der Sicherungs- bzw. Spiralfederringe entfällt, da sich der Kunststoff der Umhüllung beim Anformen in die Nut im Kugelgelenkgehäuse
hinein erstreckt und sich mit dem Material des Kugelgelenkgehäuses formschlüssig verbindet.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Herstellung der Lagerschale eines Kugelgelenks weiter zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß kann einerseits die Herstellung der Abdichtmanschette und der Lagerschalenkalotten in einem Arbeitsgang bzw. in einer Spritzgießform derart erfolgen, daß die beiden Lagerschalenkalotten nebeneinander liegen und lediglich durch das Scharnier miteinander verbunden sind. Hierdurch wird nach dem Einstecken des Kugelzapfens durch die Öffnung der einen Lagerschalenkalotte die Lagerschale durch einfaches Zuklappen der anderen Lagerschalenkalotte geschlossen und damit auf der Kugel fixiert. Diese Einheit kann dann in an sich bekannter Weise in ein Kugelgelenkgehäuse eingesetzt und eingeformt werden.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lagerschalenkalotten mit angeformter Abdichtmanschette von der Seite im Schnitt,
Fig. 2 eine mit einem eingesetzten Kugelzapfen versehene Lagerschale mit einer Schnappverbindung,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer möglichen, wieder zu öffnenden Schnappverbindung vor dem Verrasten,
Fig. 4 die SchnappVerbindung der Fig. 3 nach dem Verrasten,
Fig. 5 einen Rasthaken zum festen Verrasten einer Schnappverbindung und
Fig. 6 einen Ausschnitt einer Lagerschale mit einer Schmiernut in der Ebene des Äquators .
In Fig. 1 ist mit 1 ein Formwerkzeug bezeichnet. Dieses besteht aus einem Formstempel 2 mit einem Formansatz 3. Seitlich vom Formansatz 3 sind zwei in der Zeichnung nach links bzw. nach rechts entfernbare Formwerkzeugteile 4 und 5 vorgesehen. Diese Formwerkzeugteile 4, 5 besitzen einer der Form des Formansatzes 3 angepaßte Kontur, so daß ein Formhohlraum 6 erzeugt ist, der der zu bildenden Abdicht- manschette 7 entspricht.
Über den Formwerkzeugteilen 4, 5 befindet sich ein von obe ansetzbares Formwerkzeugteil 8. Dieses Formwerkzeugteil 8 besitzt über dem planen Ende 9 des Formansatzes 3 einen Formkopf 10 in Form einer abgeflachten Halbkugel. An diese Form ist eine angepaßte Ausformung 11 im Formwerkzeug 4 vorgesehen, so daß sich ein Formhohlraum 12 ergibt, der zur Ausformung einer Lagerschalenkalotte 13 mit einer Öffnung 14 dient. Die Formhohlräume 6 und 12 gehen ineinander über. Hierdurch können sich beim gleichzeitigen Einspritzen von Material für die Abdichtmanschette 7 in den Formhohlraum 6
und Material für die Lagerschalenkalotte 13 in den Formhohl- raum 12 im Bereich der Stoßebene 15 zwischen dem Formansatz 3 und dem Formkopf 10 der Formwerkzeugteile 4 bzw. 8 die beiden eingebrachten Materialien form- und kraftschlüssig miteinander verbinden.
In geringem Abstand neben dem Formkopf 10 ist im Formwerkzeugteil 8 ein weiterer Formkopf 16 in Form einer Halbkugel vorhanden. In geringem Abstand hierzu ist im Formwerkzeugteil 5 eine angepaßte Aussparung 17 vorgesehen, so daß beim Einspritzen von Formmaterial in den so gebildeten Formhohlraum 18 eine Lagerschalenkalotte 19 erzeugt wird.
In der Abstandsstrecke zwischen den Lagerschalenkalotten 13 und 19 befindet sich eine im Formwerkzeug 5 angebrachte niedrige Nut 20. Hierdurch ist ein dünner, schmaler Spalt gebildet, der mit dem Material der Lagerschalenkalotten 13 und 19 ausgefüllt wird.
Dieser Spalt bildet eine Verbindung zwischen beiden Lagerschalenkalotten 13, 19 in Form eines Filmscharniers 21.
Das Material für die Abdichtmanschette 7 besteht aus einem thermoplastischen Elastomer, beispielsweise einem elastomeren Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan oder dgl.. Das Material für die Lagerschalenkalotten 13 und 19 und für das Filmscharnier 21 besteht aus einem für Lagerzwecke geeigneten Polymer, beispielsweise aus hartelastischem Polyethylen, Polypropylen, Polyimid, Polytetra- fluorkohlenstoff, Polyethylenterephthalat, Polybutylen- terephthalat oder dgl ..
Auf diese Weise erhält man, wie in Fig. 2 veranschaulicht, eine Lagerschale 22 aus zwei Lagerschalenkalotten 13 und 19, die durch das Filmscharnier 21 miteinander verbunden sind. Durch die Lagerschalenkalotte 13 mit der Öffnung 14 und durch die Abdichtmanschette 7 ist der Zapfen 23 eines Kugelzapfens 24 gesteckt. Anschließend wird die Lagerschalenkalotte 19 in Richtung des Pfeiles 25 auf die Kugel 26 geklappt. Hierbei verrasten die Schnappelemente 27, 28 miteinander. Dadurch werden die beiden Lagerschalenkalotten 13 und 19 miteinander verbunden und gleichzeitig wird die Lagerschale 22 auf der Kugel 26 fixiert.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein als Lasche ausgebildetes Schnappelement 27 an der anklappbaren Lagerschalenkalotte 19 auf der dem Filmscharnier 21 gegenüberliegenden Seite 29 vorgesehen. Dieses Schnappelement 27 ist innen mit einer Rastnase 30 versehen, die in ein als Nut 31 ausgebildetes, an der anderen Lagerschalenkalotte 13 gegengleich angepaßtes, angeformtes Schnappelement 28 einrasten kann. Im zusammengeklappten Zustand bildet die Trennlinie 32 zwischen den beiden Lagerschalenkalotten 13 und 19 eine virtuelle, durch einen Pfeil angedeutete Äquatorebene 33, in der sich die beiden Lagerschalenkalotten 13, 19 mit ihren Endflächen 34, 35 berühren.
Am Umfang der Lagerschalenkalotten 13 und 19 können mehrere Schnappverbindungen vorgesehen sein, wie in Fig. 2 durch die gezeichnete Lasche 36 an der Lagerschalenkalotte 19 dargestellt ist.
Weiterhin können die Schnappelemente 27, 28 auch abschnittsweise am Umfang der Lagerschalenkalotten 13, 19 im Bereich der Äquatorebene 33 bzw. an den Endflächen 34 bzw. 35 verteilt vorgesehen sein. Sie können sich vorteilhaft auch, wie in der Fig. 2 gestrichelt angedeutet, über den gesamten Umfang der Lagerschalenkalotten 13 , 19 im Bereich der Äquatorebene 33 erstrecken.
Auf der Innenseite 37 der Lagerschalenkalotte 13 und/oder 19 kann, wie anhand der Fig. 2 für die Lagerschalenkalotte 19 gezeigt, wenigstens eine Schmiernut 38 vorgesehen sein. Diese kann sich parallel zur Äquatorebene 33 erstrecken. Diese Schmiernut 38 bzw. weitere Schmiermuten kann bzw. können auch in anderen, schräg dazu verlaufenden Ebenen oder Bahnen, beispielsweise spiralförmig oder dgl., vorgesehen sein. Vorzugsweise erstreckt sich gemäß Fig. 2 eine Schmiernut 38 entlang der Äquatorebene 33, indem auf der Innenseite 37 der Lagerschalenkalotte 13 und/oder der Lagerschalenkalotte 19 eine bzw. je eine eine Schmiernut 38 bildende Aussparung vorgesehen ist.
In den Fig. 3 und 4 ist eine mögliche Art einer Schnappverbindung gezeigt, die in einfacher Weise verrastbar und wieder trennbar ist, indem die Auflaufflächen 39, 40 der Nut 31 und die Ablaufflächen 41, 42 der Rastnase 30 jeweils schräg ausgebildet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können an den Außenflächen 43 bzw. 44 der Lagerschalenkalotten 13 bzw. 19 Fixiermittel 45, beispielsweise in Form von Stiften, Stegen oder dgl., vorgesehen sein. Durch diese kann die Lagerschale 22 im mit dem Kugelzapfen 23, 24 montierten
Zustand in einer Aussparung eines nicht gezeigten Kugelgelenkgehäuses fixiert werden, damit ein hierdurch ebenfalls gebildeter Hohlraum in an sich bekannter Weise mit einer Füllmasse, beispielsweise mit einer thermoplastischen Spritzgießmasse, ausgefüllt werden kann.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Schnappelelement 27 ist die Rastnase 30 als Rasthaken ausgebildet. Dieser Rasthaken kann eine Kante der anderen Schnappverbindung 28 hintergreifen. Dadurch ist eine nicht oder nicht ohne Hilfsmittel lösbare feste Verbindung zwischen den beiden Lagerschalenkalotten 13 und 19 gegeben.
Die Fig. 6 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Ausschnitt der Lagerschalenkalotte 19 mit dem Filmscharnier 21, der Trennlinie 32 zwischen den beiden Lagerschalenkalotten 13, 19, der Schmiernut 38 und der Äquatorebene 33.
Claims
1. Lagerschale für eine an einem Kugelzapfen (24) angeordnete Kugel (26) eines Kugelgelenks (21, 22, 24) mit einer zur Bildung einer Dichtung zwischen Kugel (26) mit anschließendem Kugelzapfenabschnitt (23) und der Außenathmosphäre vorgesehenen, an die Lagerschale (22) angeformten Abdichtmanschette (7) , wobei die Abdichtmanschette (7) an dem dem Kugelzapfen (24) zugewandten Rand der vom Kugelzapfen (24) durchstoßenen offenen Seite der Lagerschale (22) Stoff- und/oder formschlüssig angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (22) aus zwei in der Äquatorebene (33) oder annähernd in der Äquatorebene (33) getrennte Lagerschalenkalotten (13, 19) besteht, welche durch ein Filmscharnier (21) miteinander verbunden sind.
2. Lagerschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die im Montagezustand in der Äquatorebene (33) oder im Bereich der Äquatorebene (33) oder in der Trennlinie (32) erstreckenden Endflächen (34, 35) der Lagerschalenkalotten (13, 19) berühren.
3. Lagerschale nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerschalenkalotten (13, 19) durch wenigstens eine Schnappverbindung (27, 28) miteinander lösbar oder unlösbar verbunden sind.
4. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnappverbindung (27, 28) in der Äquatorebene (33) bzw. Trennlinie (32) auf der dem Filmscharnier (21) direkt oder wenigstens annähernd direkt gegenüberliegenden Seite (29) der Lagerschalenkalotten (13, 19) vorgesehen ist.
5. Lagerschale nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schnappverbindung (27, 28) ganz oder nahezu ganz über den Umfang der Lagerschalenkalotten (13, 19) im Bereich der Äquatorebene (33) bzw. der
Trennlinie (32) erstreckt.
6. Lagerschale nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schnappverbindungen (27, 28) über den Umfang verteilt vorgesehen sind.
7. Lagerschale nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappverbindungen (27, 28) abschnittsweise am Äquatorumfang (33) bzw. an der Trennlinie (32) vorgesehen sind.
8. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnappverbindung (27, 28) jeweils aus einer an der einen Lagerschalenkalotte
(13) vorgesehenen Nut (31) und einer an der anderen Lagerschalenkalotte (19) vorgesehenen zugeordneten Rastnase
(30) besteht.
9. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite (37) wenigstens einer Lagerschalenkalotte (13 und/oder 19) mindestens eine Schmiernut (38) vorgesehen ist.
10. Lagerschale nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmiernut (38) durch die Äquatorebene (33) bzw. die Trennlinie (32) gebildet ist.
11. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche (43) der Lagerschalenkalotten (13, 19) Fixiermittel (45) vorgesehen sind, welche die Lagerschale (22) beim Einsetzen in ein Kugelgelenkgehäuse derart fixieren, daß der zwischen der Lagerschale (22) und der Innenseite des Kugelgelenkgehäuses vorhandene Raum mit einer Füllmasse, insbesondere mit einer Spritzgießmasse, ausfüllbar ist.
12. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (22) aus einem thermoplastischen Polymer oder aus einem Duroplast, insbesondere aus hartelastischem Polyethylen, Polypropylen, Polyimid, Polytetrafluorkohlenstoff, Polyethylen- terephthalat, Polybutylenterephthalat oder aus einer Mischung von wenigstens zwei dieser Materialien besteht.
13. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmanschette (7) aus einem thermoplastischen Elastomer, insbesondere aus einem elastomeren Polyethylen, Polypropylen oder Polyurethan oder aus einer Mischung von wenigstens zwei dieser Materialien besteht.
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