DE102004035072A1

DE102004035072A1 - joint housing

Info

Publication number: DE102004035072A1
Application number: DE102004035072A
Authority: DE
Inventors: Sören KNOPP; Ralf Kunze; Wilfried Lustig; Matthias Gercke; Franz-Josef Marquardt; Jens Eismann; Wolfgang Ratermann; Manfred Buhl; Matthias Quaing
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-03-16
Also published as: EP1769165A1; BRPI0513516A; MX2007000757A; CN1997829A; JP2008506907A; WO2006007821A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gelenkgehäuse (1), in dessen Innenraum (2') beispielsweise eine Lagerschale oder ein Molekulargelenk anordenbar ist. Das Gelenkgehäuse (1) besitzt einen Gehäusebereich (2) und einen Befestigungsschaft (3), wobei der Befestigungsschaft (3) in eine Ausnehmung des Endbereichs eines Hohlprofils (4) einsetzbar und mit dem Endbereich des Hohlprofils (4) verpressbar ist. Dabei ist der Befestigungsschaft (3) mit einer zumindest teilweise umlaufenden Rillenanordnung (5) zur Herstellung einer formschlüssigen Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft (3) und Hohlprofil (4) versehen. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Gelenkgehäuse (1) zeichnet sich dadurch aus, dass das Profil der Rillen (5) der Rillenanordnung im Schaftlängsschnitt mit einem Abschnitt zumindest einer mathematischen Kurvenfunktion übereinstimmt. DOLLAR A Die Erfindung führt zu einer wirtschaftlichen Produktion von hochfesten, leichten Gelenkgehäusen für Kugelgelenke, Radaufhängungen, Stabilisatoren und dergleichen. Dies wird insbesondere dadurch möglich, dass die Geometrie der die Eigenschaften der Pressverbindung zwischen Gehäuseschaft und Hohlprofil bestimmenden Rillenanordnung dank der Erfindung anhand analytischer Verfahren optimiert werden kann.The invention relates to a joint housing (1) in whose interior (2 '), for example, a bearing shell or a molecular joint can be arranged. The joint housing (1) has a housing region (2) and a fastening shank (3), wherein the fastening shank (3) can be inserted into a recess of the end region of a hollow profile (4) and can be pressed with the end region of the hollow profile (4). In this case, the attachment shaft (3) is provided with an at least partially encircling groove arrangement (5) for producing a form-fitting press connection between the attachment shank (3) and the hollow profile (4). DOLLAR A The joint housing (1) according to the invention is characterized in that the profile of the grooves (5) of the groove arrangement in the shaft longitudinal section coincides with a portion of at least one mathematical curve function. DOLLAR A The invention leads to an economical production of high-strength, lightweight joint housings for ball joints, wheel suspensions, stabilizers and the like. This is made possible in particular by the fact that the geometry of the groove arrangement determining the properties of the press connection between the housing shaft and the hollow profile can be optimized by means of analytical methods thanks to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenkgehäuse, insbesondere zur Aufnahme der Lagerschale eines Kugelgelenks oder zur Aufnahme eines Molekulargelenks, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a joint housing, in particular for receiving the bearing shell of a ball joint or for receiving a molecular joint, according to the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Gelenkgehäuse kommen beispielsweise im Bereich des Fahrwerks bzw. der Radaufhängung von Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Die Gelenkgehäuse dienen dabei in den meisten Fällen der Verbindung eines Lagerpunktes, also beispielsweise eines Kugelgelenks oder eines Molekulargelenks, mit dem stangenartigen Profil bzw. dem Hohlprofil einer sich an das Gelenkgehäuse anschließenden Gelenkstange. Hierzu besitzen die gattungsgemäßen Gelenkgehäuse einerseits einen Gehäusebereich, der der Aufnahme der Lagerschale des Kugelgelenks oder der Aufnahme des Molekulargelenks dient, und andererseits einen Befestigungsschaft, der auf geeignete Weise mit dem Stangenprofil bzw. dem Hohlprofil der Gelenkstange verbindbar ist.Generic joint housing come for example in the area of the chassis or the suspension of motor vehicles for Commitment. The joint housing serve in most cases the connection of a bearing point, so for example a ball joint or a molecular joint, with the rod-like profile or the hollow profile of a subsequent to the joint housing link rod. For this purpose, the generic joint housing on the one hand a housing area, the reception of a bearing shell of a ball joint or reception of the molecular joint, and on the other hand, a fixing shaft, the in a suitable manner with the bar profile or the hollow profile of the Link rod is connectable.

Es ist bekannt, den Befestigungsschaft von Gelenkgehäusen dadurch mit dem Hohlprofil einer Gelenkstange zu verbinden, dass der Befestigungsschaft in das offene Ende der durch das Hohlprofil, beispielsweise durch ein Rohr, gebildeten Gelenkstange eingeführt wird, und anschließend das Rohrende und der eingeführte Befestigungsschaft kalt miteinander verpresst werden.It is known, the attachment shaft of joint housings thereby To connect with the hollow profile of a joint rod that the attachment shaft in the open end of the through the hollow section, for example, through a pipe, formed connecting rod is inserted, and then the Pipe end and the introduced Fixing shank be cold pressed together.

Zur Verbesserung der Verankerung der Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft und Rohrende ist es ebenfalls bekannt, an der im Wesentlichen zylindrischen Oberfläche des Befestigungsschafts eine zumeist eine Anzahl von Rillen umfassende Rillenanordnung anzubringen. Dies führt dazu, dass die Kontur des Rohrendes beim Verpressen von Rohrende und Befestigungsschaft sich der gerillten Oberfläche des Befestigungsschafts durch entsprechende Verformung anpasst, wodurch eine nicht nur kraftschlüssige, sondern auch formschlüssige Pressverbindung zwischen Rohrende und Befestigungsschaft entsteht.to Improvement of the anchoring of the press connection between the fastening shank and pipe end it is also known, at the substantially cylindrical surface of the attachment a mostly a number of grooves comprehensive Groove arrangement to install. This causes the contour of the Pipe end when pressing pipe end and mounting shank itself grooved surface of the fastening shaft by appropriate deformation adapts, whereby a not only force-fit, but also form-fitting Press connection between pipe end and mounting shank is formed.

Beim Stand der Technik werden jedoch die Querschnittsform und/oder der Tiefenverlauf der am Befestigungsschaft angeordneten Rillen zumeist empirisch festgelegt. Dies kann jedoch dazu führen, dass der Befestigungsschaft des Gelenkgehäuses, die Rillen des Befestigungsschafts, bzw. die Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft und Rohrende nicht mit optimaler Gestaltfestigkeit, mit optimaler Materialausnutzung bzw. nicht mit optimalen Festigkeitswerten ausgeführt werden.At the The prior art, however, the cross-sectional shape and / or the Depth profile of the attachment shaft arranged grooves mostly determined empirically. However, this can cause the attachment shaft of the joint housing, the Grooving the fastening shaft, or the press connection between Fixing shank and pipe end not with optimal structural strength, with optimal material utilization or not with optimal strength values accomplished become.

Als diesbezüglich mit entscheidende Kriterien sind insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, zu nennen der Faserverlauf des Materials des Befestigungsschafts im Bereich der Rillenanordnung, die Schwächung des Querschnitts des Befestigungsschafts im Bereich der Rillen, die Kerbwirkung der durch die Rillen verursachten Querschnittsänderungen bzw. der anhand der Rillen eingebrachten Kanten und Radien, sowie die Festigkeit und der Grad der Formschlüssigkeit der Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft und Rohrende.When in this regard decisive criteria are in particular, but by no means exclusively, to call the fiber path of the material of the attachment shaft in the area of the groove arrangement, the weakening of the cross section of the Fastening in the area of the grooves, the notch effect of the the grooves caused cross-sectional changes or the basis of the Grooves introduced edges and radii, as well as the strength and the degree of positive locking the press connection between the attachment shaft and pipe end.

Mit diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gelenkgehäuse zu schaffen, das die genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Dabei soll insbesondere die Pressverbindung zwischen dem Schaft des Gelenkgehäuses und dem Rohrende des Hohlprofils in Bezug auf hohe Festigkeit und geringes Bauteilgewicht optimiert werden, wobei die Optimierung im Unterschied zum Stand der Technik nicht empirisch vorgenommen werden, sondern vielmehr so weit wie möglich anhand analytischer Verfahren erfolgen soll.With This is the object of the present invention joint housing to create that overcomes the disadvantages of the prior art. It should in particular the press connection between the shaft of the joint housing and the tube end of the hollow profile in terms of high strength and low component weight can be optimized, with optimization unlike the prior art, not empirically made but, as far as possible, using analytical techniques should be done.

Diese Aufgabe wird durch ein Gelenkgehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.These Task is by a joint housing solved with the features of claim 1. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Das Gelenkgehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung weist in an sich zunächst bekannter Weise einen Gehäusebereich und einen Befestigungsschaft auf. Dabei kann im Innenraum des Gelenkgehäuses bzw. im Innenraum des Gehäusebereichs insbesondere die Lagerschale eines Kugelgelenks oder ein Molekulargelenk angeordnet werden. Der Befestigungsschaft ist in die Ausnehmung des Endbereichs eines Hohlprofils einsetzbar und kann mit dem Endbereich des Hohlprofils verpresst werden. Um eine formschlüssig Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft und Hohlprofil zu erhalten, weist der Befestigungsschaft des Gelenkgehäuses eine Rillenanordnung mit zumindest einer Rille auf, wobei die Rillenanordnung entlang zumindest Teilen des Schaftumfangs umlaufend am Befestigungsschaft angeordnet ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Gelenkgehäuse jedoch dadurch aus, dass das Profil der zumindest einen Rille im Schaftlängsschnitt mit einem Abschnitt aus zumindest einer mathematischen Kurvenfunktion übereinstimmt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass das Rillenprofil nicht mehr wie im Stand der Technik in Form einer im Wesentlichen anhand empirischen Vorgehens im Werkzeugbau entstandenen Form vorliegt, sondern vielmehr definiert mit einer mathematischen Kurvenfunktion übereinstimmt. Dadurch sind insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, Eigenschaften der Rillen wie beispielsweise Rillentiefe, Übergangsradien bzw. Übergangsbereiche zum Befestigungsschaft des Gelenkgehäuses, Volumen der Rillen, Steigungswinkel und Höhe der Rillenflanken, sowie die daraus resultierenden Eigenschaften und Festigkeitswerte des Formschlusses zwischen Befestigungsschaft und Hohlprofil exakt definiert. Auf diese Weise können sämtliche Eigenschaften, Festigkeitswerte und die Belastungsfähigkeit der Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft und Hohlprofil Gegenstand analytischer Untersuchung bzw. Optimierung sein.The joint housing according to the present invention comprises, in a manner known per se, a housing area and a fastening shaft. In this case, in particular the bearing shell of a ball joint or a molecular joint can be arranged in the interior of the joint housing or in the interior of the housing region. The attachment shaft can be inserted into the recess of the end region of a hollow profile and can be pressed with the end region of the hollow profile. In order to obtain a form-fitting press connection between the fastening shank and the hollow profile, the fastening shank of the joint housing has a groove arrangement with at least one groove, wherein the groove arrangement is arranged circumferentially on the fastening shank along at least parts of the shank circumference. According to the invention, however, the joint housing is characterized in that the profile of the at least one groove in the longitudinal shank section coincides with a section of at least one mathematical curve function. In other words, this means that the groove profile no longer exists as in the prior art in the form of a shape essentially resulting from empirical procedures in tool making, but rather corresponds in a defined manner to a mathematical curve function. As a result, in particular, but by no means exclusively, properties of the grooves, such as, for example, groove depth, transition Radien or transition areas for fastening shaft of the joint housing, volume of the grooves, pitch angle and height of the groove flanks, as well as the resulting properties and strength values of the positive connection between the mounting shaft and hollow profile exactly defined. In this way, all properties, strength values and the load capacity of the press connection between the fastening shaft and the hollow profile can be subject to analytical examination or optimization.

Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist das Rillenprofil durch aneinandergefügte Abschnitte zumindest zweier mathematischer Kurvenfunktionen bestimmt, wobei die zumindest zwei Kurvenfunktionen bevorzugt tangential ineinander übergehen, bzw. wobei es sich vorzugsweise auch um unterschiedliche mathematische Kurvenfunktionen handeln kann. Auf diese Weise wird die konstruktive Freiheit bei der Gestaltung bzw. Formgebung des Rillenprofils am Befestigungsschaft zusätzlich vergrößert, wodurch sich eine noch weitergehende Optimierung und noch größere Belastbarkeit der Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft und Hohlprofil erreichen lässt.According to preferred embodiments the invention is the groove profile by joined sections at least two mathematical curve functions determined, where the at least two curve functions preferably merge tangentially into one another, or preferably also different mathematical Curve functions can act. In this way, the constructive Freedom in the design or shaping of the groove profile on Attachment shaft additionally enlarged, which an even further optimization and even greater resilience reach the press connection between mounting shank and hollow profile leaves.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzen die Rillen des Rillenprofils eine entlang des Schaftumfangs veränderliche Profil- bzw. Rillentiefe. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Rillen des Rillenprofils am Befestigungsschaft entlang des Umfangs des Befestigungsschafts nicht gleichmäßig tief sind bzw. nicht entlang des vollständigen Umfangs des Befestigungsschafts umlaufen, sondern vielmehr unterschiedliche Tiefen in unterschiedlichen Bereichen des Umfangs des Befestigungsschafts aufweisen.To a further preferred embodiment invention, the grooves of the groove profile along a of the shaft circumference variable Profile or groove depth. In other words, this means that the grooves of the groove profile on the attachment shaft along the circumference of the attachment shaft not evenly deep are or not along the entire circumference of the attachment shaft but rather different depths in different Have areas of the scope of the attachment shaft.

Auch dies führt zur weiteren Optimierbarkeit der Pressverbindung, hierbei insbesondere der Torsionsfestigkeit der Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft und Hohlprofil bei einem Gelenkgehäuse. Die Erhöhung der Torsionsfestigkeit bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkgehäuses hängt damit zusammen, dass durch die veränderliche Tiefe der Rillen entlang des Umfangs des Befestigungsschafts Rampen geschaffen werden, deren Steigung in Umfangsrichtung des Befestigungsschafts verläuft. Auf diese Weise entsteht ein auch in Umfangsrichtung wirkender Formschluss zwischen Befestigungsschaft und Hohlprofil, der ein Verdrehen des Befestigungsschafts bzw. des Gelenkgehäuses gegenüber dem Hohlprofil zuverlässig verhindert.Also this leads to to further optimize the press connection, this particular the torsional strength of the press connection between mounting shank and hollow profile in a joint housing. The increase in Torsional strength in this embodiment of the joint housing according to the invention thus hangs together that through the changeable Depth of the grooves along the perimeter of the attachment ramps be created whose slope in the circumferential direction of the mounting shaft runs. In this way creates an acting even in the circumferential direction form fit between Fastening shank and hollow profile, a twisting of the attachment shaft or the joint housing across from the hollow profile reliably prevented.

Dabei stimmt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Profiltiefe der Rille, entlang des Schaftumfangs gemessen, mit zumindest einer mathematischen Kurvenfunktion überein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung stimmt der Verlauf des Profilgrunds der Rille entlang einer Schaftquerrichtung mit zumindest einer mathematischen Kurvenfunktion überein. Diese beiden Ausführungsformen dienen als Alternativen, die eine möglichst universelle Definition des Verlaufs der Rillentiefe bzw. des Verlaufs des Profilgrunds der Rille, entweder entlang des Schaftumfangs oder entlang einer Schaftquerrichtung betrachtet, erlauben.there agrees according to one Embodiment of Invention measures the tread depth of the groove measured along the circumference of the shank, coincide with at least one mathematical curve function. According to another embodiment true to the invention, the course of the profile bottom of the groove along a transverse shaft direction with at least one mathematical curve function match. These two embodiments serve as alternatives providing as universal a definition as possible the course of the groove depth or the course of the profile reason the groove, either along the shank circumference or along a shank transverse direction considered, allow.

Die zumindest eine mathematische Kurvenfunktion, die das Profil der Rille im Schaftlängsschnitt bzw. den Verlauf der Profiltiefe der Rille im Schaftquerschnitt beschreibt, entstammt dabei vorzugsweise der Menge der folgenden Kurvenfunktionen:

– Kreisbogenabschnitt (Radius)
– Dreieck
– Trapez
– Sprungfunktion
– Ganzrationale Funktion 1. Grades bis n-ten Grades der Form f(x) = anxn + an-1x+a0
– Potenzfunktion der Form f(x) = ax^k
– Wurzelfunktion der Form f(x) = ax^p/q
– Exponentialfunktion der Form f(x) = a^x
– Logarithmische Funktion der Form f(x) = ln x
– Trigonometrische Funktion der Form • f(x) = sin x • f(x) = cos x • f(x) = tan x • f(x) = cot x
– Arcusfuktion der Form • f(x) = arcsin x • f(x) = arccos x • f(x) = arctan x • f(x) = arccot x
– Hyperbelfunktion der Form • f(x) = hsin x • f(x) = hcos x • f(x) = htan x • f(x) = hcot x • f(x) = sch x • f(x) = csch x
– Areafunktion der Form • f(x) = arsinh x • f(x) = arcosh x • f(x) = artanh x • f(x) = arcoth x
– Algebraische Kurve n-ter Ordnung
– Evolvente
– Zykloide
– Spirallinie
– Kettenlinie
– Traktix
– Gaußsche Normalverteilung oder artverwandte Funktion
– Polygon

The at least one mathematical curve function, which describes the profile of the groove in the shank longitudinal section or the profile of the profile depth of the groove in the shank cross section, preferably originates from the set of the following curve functions:

- arc section (radius)
- triangle
- trapeze
- jump function
- All-rational function of the 1st degree to the nth degree of the form f (x) = a n x n + a n-1 x + a 0
- power function of the form f (x) = ax ^k
- Root function of the form f (x) = ax ^{p / q}
- Exponential function of the form f (x) = a ^x
- Logarithmic function of the form f (x) = ln x
- Trigonometric function of the form • f (x) = sin x • f (x) = cos x • f (x) = tan x • f (x) = cot x
- arcsfuction of the form • f (x) = arcsin x • f (x) = arccos x • f (x) = arctan x • f (x) = arccot x
- hyperbolic function of the form • f (x) = hsin x • f (x) = hcos x • f (x) = htan x • f (x) = hcot x • f (x) = sch x • f (x) = cx
- Area function of the form • f (x) = arsinh x • f (x) = arcosh x • f (x) = artanh x • f (x) = arcoth x
- Algebraic curve of the nth order
- involute
- Cycloids
- Spiral line
- Chain line
- Traktix
- Gaussian normal distribution or related function
- Polygon

Diese elementaren Kurvenfunktionen besitzen insbesondere den Vorteil, dass sie mathematisch leicht beschreibbar bzw. definierbar und daher analytisch gut handhabbar sind. Dies führt zu einer exakten Definition der Rillengeometrie und damit zu einer wenig fehleranfälligen und zuverlässigen Berechenbarkeit insbesondere der Eigenschaften der Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft und Hohlprofil.These elementary curve functions have the particular advantage that they are mathematically easily describable or definable and therefore are analytically well manageable. This leads to an exact definition the groove geometry and thus to a little error-prone and reliable Computability, in particular the properties of the press connection between attachment shaft and hollow profile.

Für die Verwirklichung der Erfindung ist es zunächst nicht von Belang, auf welche Weise Gehäusebereich und Befestigungsschaft des Gelenkgehäuses miteinander verbunden sind, solange diese Verbindung zwischen Befestigungsschaft und Gehäusebereich zumindest denselben Belastungen standhält wie das Gelenk selbst, bzw. wie die Verbindung zwischen Befestigungsschaft und Hohlprofil. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch der Befestigungsschaft einstückig mit dem Gehäusebereich verbunden bzw. einstückig mit dem Gehäusebereich ausgebildet. Ein dergestalt ausgeführtes Gelenkgehäuse besitzt Vorteile insbesondere bezüglich Bauteilgewicht, Herstellungskosten und spezifischer Bauteilfestigkeit.For the realization The invention is first irrelevant, in what way housing area and fixing shaft of the joint housing are interconnected, as long as this connection between attachment shaft and housing area at least the same loads as the joint itself, or as the connection between the attachment shaft and hollow profile. According to one preferred embodiment However, the invention is the attachment shank integral with the invention the housing area connected or in one piece with the housing area educated. A thus executed joint housing has Advantages especially regarding Component weight, manufacturing costs and specific component strength.

Nach weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist in einem Übergangsabschnitt zwischen dem Gehäusebereich und dem Befestigungsschaft zumindest eine Materialausnehmung bzw. zumindest ein Durchbruch angeordnet. Diese Ausnehmung bzw. dieser Durchbruch befindet sich in denjenigen Bereichen des Übergangsabschnitts, die lediglich einen geringen Anteil zum axialen bzw. polaren Flächenträgheitsmoment des Übergangsabschnitts beitragen.To further preferred embodiments the invention is in a transition section between the housing area and the attachment shaft at least one material recess or arranged at least one breakthrough. This recess or this Breakthrough is located in those areas of the transitional section, the only a small proportion to the axial and polar area moment of inertia of the transitional section contribute.

Der Hintergrund für diese Ausgestaltung liegt darin, dass der Übergang zwischen dem Gehäusebereich und dem Schaftbereich bzw. Befestigungsschaft für die Gestaltfestigkeit des Gehäuses von entscheidender Bedeutung ist. Gattungsgemäße Gelenkgehäuse nach dem Stand der Technik weisen an dieser Stelle beispielsweise Kreisbögen als geometrische Gestaltung des Übergangs zwischen Gehäusebereich und Schaftbereich auf. Ebenfalls bekannt ist der am Gehäusebereich erfolgende Anschluss mittels einer tangentialen Geraden, welche mit einem Radius in den Schaftbereich ausläuft. Der tangentiale Anlauf ist dabei unter dem Aspekt der Gestaltfestigkeitsoptimierung jedoch zu bevorzugen, da die einen Kreisbogen bzw. Radius umfassende Alternative erheblich größere Kerbspannungen verursacht.Of the Background for this embodiment is that the transition between the housing portion and the shaft portion or mounting shaft for the structural strength of housing is crucial. Generic joint housing according to The prior art have at this point, for example, circular arcs as geometric design of the transition between housing area and shaft area on. Also known is the case area making connection by means of a tangential line, which with a radius in the shaft area expires. The tangential start is, however, under the aspect of Gestaltfestigkeitoptimierung to prefer, as the arc of a circle or radius comprehensive alternative considerably larger notch stresses caused.

Ein Nachteil des am Gehäusebereich erfolgenden tangentialen Anschlusses zwischen Gehäusebereich und Schaftbereich ist allerdings das im Vergleich zum Anschluss mittels Kreisbogen höhere Bauteilgewicht, das zudem auch zu höheren Bauteilkosten führt. An dieser Stelle greift die vorliegend betrachtete Ausführungsform mit der Materialausnehmung bzw. mit dem Durchbruch im Übergangsabschnitt zwischen Gehäusebereich und Befestigungsschaft, da auf diese Weise der vorteilhafte tangentiale Anlauf des Übergangsabschnitts am Gehäusebereich gewählt werden kann, ohne damit den Nachteil erhöhten Bauteilgewichts in Kauf nehmen zu müssen.One Disadvantage of the case area taking place tangential connection between the housing area and shaft area is however that in comparison to the connection by means of circular arc higher component weight, that also to higher ones Component costs leads. At this point, the embodiment considered here applies with the material recess or with the opening in the transition section between housing area and attachment shaft, because in this way the advantageous tangential Start of the transitional section at the housing area chosen can be without the disadvantage of increased component weight in purchasing to have to take.

Die Anordnung der Ausnehmung bzw. des Durchbruchs führt mit anderen Worten dazu, dass dasjenige Material des Übergangsabschnitts, das sich vor allem in der Nähe von Schwerlinien bzw. in der Nähe des Schwerpunkts des Schaftquerschnitts im Bereich des Übergangsabschnitts befindet und damit nur wenig zur Festigkeit bzw. Steifigkeit des Übergangsabschnitts beiträgt, aufgrund der zumindest einen Materialausnehmung aus dem Übergangsabschnitts entfernt wird. Auf diese Weise erhält man ein Gelenkgehäuse, das bei nahezu unveränderten Steifigkeitswerten ein optimiertes, besonders geringes Bauteilgewicht aufweist.The Arrangement of the recess or of the breakthrough leads in other words to that material of the transitional section, especially close by from heavy lines or nearby the center of gravity of the shank cross section in the region of the transitional section and thus little to the strength or rigidity of the transition section contributes due to the at least one material recess from the transition section Will get removed. In this way you get a joint housing that almost unchanged Stiffness values an optimized, particularly low component weight having.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ausnehmung bzw. der Durchbruch im Schaftlängsschnitt eine im Wesentlichen dreieckige Querschnittsform auf. Die dreieckige Querschnittsform ist besonders gut an die Form des Übergangsbereichs zwischen Gehäusebereich und Befestigungsschaft angepasst und führt damit zur Optimierung des Verhältnisses zwischen Massereduktion und Steifigkeit des Übergangsbereichs. Nach einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform sind die Kanten und/oder die Flächenübergänge der Ausnehmung bzw. des Durchbruchs abgerundet. Diese Gestaltung führt zu einer Reduktion der Kerbwirkung, die von der Ausnehmung bzw. vom Durchbruch in den Übergangsbereich ausgehen kann.According to one preferred embodiment of Invention has the recess or the breakthrough in the shaft longitudinal section a substantially triangular cross-sectional shape. The triangular cross-sectional shape is particularly good at the shape of the transition area between the housing area and attachment shaft adapted and thus leads to the optimization of the ratio between mass reduction and rigidity of the transition region. After a Another, also preferred embodiment are the edges and / or the surface transitions of Recess or breakthrough rounded. This design leads to a Reduction of the notch effect, that of the recess or the breakthrough in the transition area can go out.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:in the The invention is based on only one embodiment illustrative drawings closer explained. Showing:

1 in schematischer perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform eines Gelenkgehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem passenden Hohlprofil; 1 in a schematic perspective view of an embodiment of a joint housing according to the present invention with a matching hollow profile;

2 in schematischer Darstellung den Schaft des Gelenkgehäuses gemäß 1 im Querschnitt; und 2 in a schematic representation of the shaft of the joint housing according to 1 in cross-section; and

3 in schematischer perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Gelenkgehäuses. 3 in a schematic perspective view of another embodiment of a joint housing.

1 zeigt in schematischer Darstellung zunächst ein Gelenkgehäuse 1. Das Gelenkgehäuse 1 weist einen Gehäusebereich 2 auf, in dessen Innenraum 2' beispielsweise die – hier nicht dargestellte – Lagerschale eines Kugelgelenks oder das ebenfalls nicht dargestellte Elastomerbauteil eines Molekulargelenks angeordnet werden kann. Ferner besitzt das Gelenkgehäuse 1 einen Schaftbereich 3 bzw. einen Befestigungsschaft 3, der in das hohle Ende eines hier nur teilweise dargestellten Hohlprofils 4, beispielsweise einer Gelenkstange 4, eingeführt werden kann. 1 shows a schematic representation of a first joint housing 1 , The joint housing 1 has a housing area 2 in, in its interior 2 ' For example, the - not shown here - bearing shell of a ball joint or the elastomer component of a molecular joint, also not shown, can be arranged. Furthermore, the joint housing has 1 a shaft area 3 or a fastening shaft 3 , in the hollow end of a hollow profile only partially shown here 4 , For example, a joint rod 4 , can be imported.

Der besseren Erkennbarkeit halber ist der Befestigungsschaft 3 in der Darstellung der 1 noch nicht in das Hohlprofil 4 eingeführt. Nach dem Einführen des Befestigungsschafts 3 in das Hohlprofil 4 lässt sich mit einem geeigneten Presswerkzeug eine Pressverbindung zwischen Hohlprofil 4 und Befestigungsschaft 3 herstellen. Hierbei wird anhand der am Befestigungsschaft 3 des Gelenkgehäuses 1 angeordneten Rillenanordnung 5 eine formschlüssige Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft 3 und Hohlprofil 4 erzeugt.For better visibility, the attachment shaft 3 in the presentation of the 1 not yet in the hollow profile 4 introduced. After inserting the attachment shaft 3 in the hollow profile 4 can be with a suitable pressing tool a press connection between the hollow profile 4 and attachment shaft 3 produce. This is based on the attachment shaft 3 of the joint housing 1 arranged groove arrangement 5 a positive press connection between the attachment shaft 3 and hollow profile 4 generated.

Der Verlauf der Rillenoberfläche des Rillenprofils entlang der Schaftlängsachse stimmt dabei erfindungsgemäß mit einem Abschnitt zumindest einer definierten mathematischen Kurvenfunktion überein. Auf diese Weise lassen sich die Abmessungen und Eigenschaften der Rillen 5, insbesondere die Tiefe der Rillen 5, die Übergangsradien zur Oberfläche des Befestigungsschafts 3, das Rillenvolumen, Winkel und Form der Rillenflanken sowie die daraus jeweils resultierenden Rilleneigenschaften sowie Festigkeits- und Steifigkeitswerte der formschlüssigen Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft 3 und Hohlprofil 4 exakt analytisch definieren bzw. ermitteln. Dies bedeutet, dass dank der Erfindung die Eigenschaften, Festigkeitswerte und insbesondere die Belastungsfähigkeit der Verbindung zwischen Befestigungsschaft 3 und Hohlprofil 4 anhand analytischer Vorgehensweisen besonders gut optimiert werden können.The course of the groove surface of the groove profile along the longitudinal axis of the shaft is in accordance with the invention in accordance with a section of at least one defined mathematical curve function. In this way the dimensions and properties of the grooves can be determined 5 , especially the depth of the grooves 5 , the transition radii to the surface of the mounting shaft 3 , the groove volume, angle and shape of the groove flanks, as well as the resultant groove properties and strength and stiffness values of the positive press connection between the fastening shank 3 and hollow profile 4 define or determine exactly analytically. This means that thanks to the invention, the properties, strength values and in particular the load capacity of the connection between the attachment shaft 3 and hollow profile 4 can be optimized particularly well by analytical procedures.

2 zeigt in schematischer, gegenüber 1 vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch den Schaft 3 des Gelenkgehäuses 1 gemäß 1 im Bereich einer der Rillen 5 der Rillenanordnung. Man erkennt, dass sich die Profiltiefe der Rille 5 entlang des Schaftumfangs von einem jeweils bei '12:00 Uhr' bzw. '6:00 Uhr' befindlichen Maximum zu einem jeweils bei '3:00 Uhr' bzw. '9:00 Uhr' befindlichen Minimum verändert. 2 shows in more schematic, opposite 1 enlarged view of a cross section through the shaft 3 of the joint housing 1 according to 1 in the area of one of the grooves 5 the groove arrangement. It can be seen that the profile depth of the groove 5 along the circumference of the shaft from a maximum at '12: 00 o'clock or '6 o'clock' to a minimum at '3 o'clock' or '9 o'clock'.

Dabei stimmt der Verlauf der Tiefe der Rille 5 entlang des Schaftumfangs, bzw. der über der Schaftquerrichtung aufgetragene Verlauf des Profilgrunds 6 der Rille 5 wiederum mit einem Abschnitt aus einer definierten mathematischen Kurvenfunktion überein.The course of the depth of the groove is correct 5 along the circumference of the shaft, or the course of the profile ground applied over the transverse direction of the shaft 6 the groove 5 again with a section from a defined mathematical curve function.

Auf diese Weise wird die Pressverbindung zwischen Befestigungsschaft 3 und Hohlprofil 4, insbesondere die Torsionsfestigkeit der Pressverbindung zusätzlich optimiert. Die Erhöhung der Torsionsfestigkeit ergibt sich daraus, dass anhand der entlang des Schaftumfangs veränderlichen Tiefe der Rille 5 Rampen 6 entstehen, deren Steigung in Umfangsrichtung des Befestigungsschafts 3 verläuft, wodurch auch in Schaftumfangsrichtung Formschlüssigkeit der Verbindung zwischen Schaft 3 und Hohlprofil 4 geschaffen wird. Hierdurch wird ein Verdrehen des Befestigungsschafts 3 bzw. des Gelenkgehäuses 1 gegenüber dem Hohlprofil 4 zuverlässig verhindert.In this way, the press connection between the attachment shaft 3 and hollow profile 4 , In particular, the torsional strength of the press connection additionally optimized. The increase in torsional strength results from the fact that the depth of the groove varies along the circumference of the shank 5 ramps 6 arise, the slope in the circumferential direction of the mounting shaft 3 runs, whereby also in the shaft circumferential direction positive engagement of the connection between the shaft 3 and hollow profile 4 is created. As a result, a twisting of the mounting shaft 3 or the joint housing 1 opposite the hollow profile 4 reliably prevented.

3 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform eines Gelenkgehäuses 1. Das in 3 schematisch dargestellte Gelenkgehäuse 1 weist im Übergangsabschnitt 7 zwischen Gehäusebereich 2 und Befestigungsschaft 3 beidseitig eine etwa dreieckförmige Ausnehmung 8 auf, wobei in der Darstellung der 3 lediglich die zeichnungsbezogen nach oben weisende Ausnehmung 8 sichtbar ist. 3 Finally, shows a further embodiment of a joint housing 1 , This in 3 schematically illustrated joint housing 1 points in the transition section 7 between housing area 2 and attachment shaft 3 on both sides an approximately triangular recess 8th on, in the representation of the 3 only the drawing-related upwardly facing recess 8th is visible.

Diese Ausnehmungen 8 sind in denjenigen Bereichen des Übergangsabschnitts 7 angeordnet, die lediglich einen geringen Anteil am Flächenträgheitsmoment des Querschnitts des Übergangsabschnitts 7 aufweisen. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass dank der Ausnehmungen 8 Material insbesondere in der Nähe des Torsionsschwerpunkts bzw. in der Nähe der Biegeschwerlinie des Querschnitts des Übergangsabschnitts 7 eingespart wird, wodurch das Gewicht des Gelenkgehäuses 1 reduziert werden kann.These recesses 8th are in those areas of the transitional section 7 arranged, which only a small proportion of the area moment of inertia of the cross section of the transition section 7 exhibit. In other words, that means thanks to the recesses 8th Material in particular in the vicinity of the center of gravity of the torsion or in the vicinity of the bending line of the cross section of the transition section 7 is saved, reducing the weight of the joint housing 1 can be reduced.

Da die auf diese Weise eingesparten Massenbereiche sich in schwerpunktsnahen Abschnitten des Übergangsabschnitts 1 befinden, wird dadurch das polare bzw. axiale Trägheitsmoment und damit die Torsions- bzw. Biegesteifigkeit des Übergangsabschnitts 7 praktisch nicht reduziert. Dies bedeutet, dass auf diese Weise Gelenkgehäuse 1 erhalten werden, die bei praktisch unveränderten Steifigkeits- bzw. Festigkeitswerten deutlich leichter ausfallen können.Since the mass areas saved in this way are located in focal points of the transitional section 1 As a result, the polar or axial moment of inertia and thus the torsional or bending stiffness of the transitional section are thereby 7 practically not reduced. This means that in this way joint housing 1 are obtained, which can be significantly easier with virtually unchanged stiffness or strength values.

Im Ergebnis wird somit deutlich, dass die Erfindung es ermöglicht, die Geometrie insbesondere der die Eigenschaften der Pressverbindung zwischen Gehäuseschaft und Hohlprofil bestimmenden Rillenanordnung bezüglich höchstmöglicher Bauteilfestigkeit bei geringem Bauteilgewicht zu optimieren. Dabei kann diese Optimierung insbesondere so weit wie möglich anhand analytischer Vorgehensweise erfolgen. Auf diese Weise lassen sich Gelenkgehäuse schneller und kostensparender konzipieren, dimensionieren und konstruieren.in the The result thus becomes clear that the invention makes it possible to the geometry in particular of the properties of the press connection between housing shaft and hollow profile determining groove arrangement with respect to the highest possible component strength at to optimize low component weight. This optimization can be especially as far as possible done by analytical method. Let that way joint housing faster and cost-saving design, dimension and design.

Die Erfindung leistet damit einen erheblichen Beitrag zur besonders wirtschaftlichen Produktion von qualitativ hochwertigen und dabei leichten Gelenkgehäusen für Kugelgelenke, Radaufhängungen, Stabilisatoren und dergleichen.The invention thus makes a considerable Contribution to the particularly economical production of high-quality and lightweight joint housings for ball joints, wheel suspensions, stabilizers and the like.

11: Gelenkgehäusejoint housing
22: Gehäusebereichhousing area
2'2 ': Innenrauminner space
33: Befestigungsschaftmounting shaft
44: Hohlprofilhollow profile
55: Rillegroove
66: Profilgrundprofile base
77: ÜbergangsabschnittTransition section
88th: Ausnehmung, Durchbruchrecess breakthrough

Claims

Gelenkgehäuse (1), in dessen Innenraum (2') insbesondere eine Lagerschale oder ein Molekulargelenk anordenbar ist, das Gelenkgehäuse (1) aufweisend einen Gehäusebereich (2) und einen Befestigungsschaft (3), wobei der Befestigungsschaft (3) in eine Ausnehmung des Endbereichs eines Hohlprofils (4) einsetzbar und mit dem Endbereich des Hohlprofils (4) verpressbar ist, der Befestigungsschaft (3) aufweisend eine entlang zumindest Teilen des Schaftumfangs umlaufende, zumindest eine Rille (5) umfassende Rillenanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der zumindest einen Rille (5) im Schaftlängsschnitt mit einem Abschnitt zumindest einer mathematischen Kurvenfunktion übereinstimmt.Joint housing ( 1 ), in whose interior ( 2 ' ) in particular a bearing shell or a molecular joint can be arranged, the joint housing ( 1 ) comprising a housing area ( 2 ) and a fastening shaft ( 3 ), the attachment shaft ( 3 ) in a recess of the end portion of a hollow profile ( 4 ) and with the end region of the hollow profile ( 4 ) is compressible, the attachment shaft ( 3 ) comprising a circumferential at least a portion of the shaft circumference, at least one groove ( 5 ) comprehensive groove arrangement, characterized in that the profile of the at least one groove ( 5 ) in the shaft longitudinal section coincides with a portion of at least one mathematical curve function.

Gelenkgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rillenprofil (5) durch zumindest zwei aneinander gefügte Abschnitte mathematischer Kurvenfunktionen bestimmt ist.Joint housing according to claim 1, characterized in that the groove profile ( 5 ) is determined by at least two juxtaposed sections of mathematical curve functions.

Gelenkgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei mathematischen Kurvenfunktionen tangential ineinander übergehen.joint housing according to claim 2, characterized in that the at least two Tangential transition of mathematical curve functions.

Gelenkgehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei tangential ineinander übergehenden Abschnitte unterschiedlichen mathematischen Kurvenfunktionen entstammen.joint housing according to claim 2 or 3, characterized in that the at least two tangentially merging into each other Sections originate from different mathematical curve functions.

Gelenkgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaftquerschnitt die Profiltiefe der zumindest einen Rille (5) sich entlang des Schaftumfangs verändert.Joint housing according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the shank cross section, the profile depth of the at least one groove ( 5 ) varies along the circumference of the shaft.

Gelenkgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profiltiefe der zumindest einen Rille (5) entlang des Schaftumfangs mit einem Abschnitt zumindest einer mathematischen Kurvenfunktion übereinstimmt.Joint housing according to claim 5, characterized in that the profile depth of the at least one groove ( 5 ) coincides along the circumference of the shaft with a portion of at least one mathematical curve function.

Gelenkgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Profilgrunds (6) der zumindest einen Rille (5) entlang einer Schaftquerrichtung mit einem Abschnitt zumindest einer mathematischen Kurvenfunktion übereinstimmt.Joint housing according to claim 5, characterized in that the course of the profiled ground ( 6 ) of the at least one groove ( 5 ) coincides along a transverse transverse direction with a portion of at least one mathematical curve function.

Gelenkgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine mathematische Kurvenfunktion in der Menge der folgenden Kurvenfunktionen enthalten ist: – Kreisbogenabschnitt (Radius) – Dreieck – Trapez – Sprungfunktion – Ganzrationale Funktion 1. Grades bis n-ten Grades der Form f(x) = anxn + an-1x+a0 – Potenzfunktion der Form f(x) = ax^k – Wurzelfunktion der Form f(x) = ax^p/q – Exponentialfunktion der Form f(x) = a^x – Logarithmische Funktion der Form f(x) = ln x – Trigonometrische Funktion der Form • f(x) = sin x • f(x) = cos x • f(x) = tan x • f(x) = cot x – Arcusfuktion der Form • f(x) = arcsin x • f(x) = arccos x • f(x) = arctan x • f(x) = arccot x – Hyperbelfunktion der Form • f(x) = hsin x • f(x) = hcos x • f(x) = htan x • f(x) = hcot x • f(x) = sch x • f(x) = csch x – Areafunktion der Form • f(x) = arsinh x • f(x) = arcosh x • f(x) = artanh x • f(x) = arcoth x – Algebraische Kurve n-ter Ordnung – Evolvente – Zykloide – Spirallinie – Kettenlinie – Traktix – Gaußsche Normalverteilung oder artverwandte Funktion – PolygonJoint housing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one mathematical curve function is included in the set of the following curve functions: - circular arc section (radius) - triangle - trapezoid - jump function - all-rational function 1st degree to nth degree of shape f (x) = a n x n + a n-1 x + a 0 - Power function of the form f (x) = ax ^k - Root function of the form f (x) = ax ^{p / q} - Exponential function of the form f (x) = a ^x - Logarithmic function of the form f (x) = ln x - Trigonometric function of the form • f (x) = sin x • f (x) = cos x • f (x) = tan x • f (x) = cot x - arcsfuction of the form • f (x) = arcsin x • f (x ) = arccos x • f (x) = arctan x • f (x) = arccot x - hyperbola function of the form • f (x) = hsin x • f (x) = hcos x • f (x) = htan x • f (x) = hcot x • f (x) = sch x • f (x) = csch x - Area function of the form • f (x) = arsinh x • f (x) = arcosh x • f (x) = artanh x • f (x) = arcoth x - nth-order algebraic curve - involute - cycloid - spiral line - chain line - traktix - Gaussian normal distribution or related function - polygon

Gelenkgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsschaft (3) einstückig mit dem Gehäusebereich (2) des Gelenkgehäuses (1) verbunden ist.Joint housing according to one of claims 1 to 8, characterized in that the fastening partnership ( 3 ) integral with the housing portion ( 2 ) of the joint housing ( 1 ) connected is.

Gelenkgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übergangsabschnitt (7) zwischen Gehäusebereich (3) und Befestigungsschaft (2) in Bereichen mit geringem Anteil am Flächenträgheitsmoment zumindest eine Ausnehmung (8) angeordnet ist.Joint housing according to one of claims 1 to 9, characterized in that in a transition section ( 7 ) between housing area ( 3 ) and attachment shaft ( 2 ) in areas with a low proportion of the area moment of inertia at least one recess ( 8th ) is arranged.

Gelenkgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übergangsabschnitt (7) zwischen Gehäusebereich (3) und Befestigungsschaft (2) in Bereichen mit geringem Anteil am Flächenträgheitsmoment zumindest ein Durchbruch (8) angeordnet ist.Joint housing according to one of claims 1 to 10, characterized in that in a transition section ( 7 ) between housing area ( 3 ) and attachment shaft ( 2 ) in areas with a small proportion of the area moment of inertia at least one breakthrough ( 8th ) is arranged.

Gelenkgehäuse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Ausnehmung (8) bzw. Durchbruch (8) im Schaftlängsschnitt eine im Wesentlichen dreieckige Querschnittsform aufweisen.Joint housing according to claim 10 or 11, characterized in that recess ( 8th ) or breakthrough ( 8th ) in the shaft longitudinal section have a substantially triangular cross-sectional shape.

Gelenkgehäuse nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten bzw. Flächenübergänge der Ausnehmung (8) bzw. des Durchbruchs (8) abgerundet sind.Joint housing according to one of claims 10 to 12, characterized in that the edges or surface transitions of the recess ( 8th ) or breakthrough ( 8th ) are rounded.