DE102007039858A1

DE102007039858A1 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE102007039858A1
Application number: DE102007039858A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Toyohashi Kondoh
Original assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Current assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2027-08-24
Also published as: JP2008057686A; DE102007039858B4; JP4968890B2

Abstract

Ein Kugelgelenk der Erfindung umfasst einen Kugelzapfen (2) einschließlich eines sphärischen Kugelteiles (2a) und eines Schaftteils (2b, 2c), der sich von dem sphärischen Kugelteil (2a) weg erstreckt; einen Sitz, der das sphärische Kugelteil (2a) des Kugelzapfens (2) so einfasst, dass das sphärische Kugelteil (2a) darin drehen und kippen kann; und ein Gehäuse (4, 5), welches den Sitz (3) darin hält. An einer äußeren Oberfläche des Sitzes (3) ist ein fleckartiger konkaver Abschnitt (3a) in einer solchen Gestalt ausgebildet, dass dessen Abmessung (3y) in axialer Richtung größer als dessen Abmessung (3x) in radialer Richtung ist. Der fleckartige konkave Abschnitt (3a) ist in Richtung zum Gehäuse (4, 5) hin verformt, so dass entsprechend dem fleckartigen konkaven Abschnitt (3a) zwischen einer inneren Oberfläche (3c) des Sitzes (3) und dem sphärischen Kugelteil (2a) ein fleckartiges Schmiermittelreservoir (P1) geformt ist, das ebenfalls eine solche Form annimmt, dass die Abmessung (py) in axialer Richtung größer als die Abmessung (px) in radialer Richtung ist. Das fleckartige Schmiermittelreservoir (P1) ist mit Schmiermittel (G) gefüllt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, das in einem Aufhängungssystem und/oder einem Lenksystem eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist.
Ein als Gelenk in einem Aufhängungssystem und/oder einem Lenksystem eines Kraftfahrzeuges üblicherweise eingesetztes Kugelgelenk umfaßt einen Kugelzapfen mit einem sphärischen Kugelteil und einem Schaftteil, der von dem sphärischen Kugelteil wegragt; einen Sitz, der das sphärische Kugelteil des Kugelzapfens derart einfaßt, daß der sphärische Kugelteil darin drehen und kippen kann; und ein Gehäuse, welches den Sitz darin hält. Ein Spalt zwischen dem Sitz und dem sphärischen Kugelteil ist mit Schmiermittel gefüllt. Kugelzapfen, Sitz, Gehäuse und Schmiermittel werden zu einer integralen Baugruppe montiert. Dabei kann ein Schmiermittel vorhaltendes Schmiermittelreservoir zwischen dem Sitz und dem sphärischen Kugelteil ausgebildet sein, so daß ein Kippmoment und ein Drehmoment des sphärischen Kugelteils des Kugelzapfens auf gewünschte Werte einstellbar sind.
Die veröffentlichte JP 3-30008 offenbart ein Verfahren, bei dem mehrere Vorsprünge (fins) in axialer Richtung eines Kugelgelenks sich erstreckend auf der äußeren Oberfläche eines Sitzes in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet sind und das Kugelgelenk gemeinsam mit dem Sitz montiert wird. Dabei sind die Vorsprünge auf der äußeren Oberfläche des Sitzes zwischen dem sphärischen Teil des Kugelzapfens und dem Gehäuse sandwichartig angeordnet, so daß einige Teile der Vorsprünge so verformt sind, daß sie sich in Richtung zu dünneren Abschnitten zwischen den Vorsprüngen bewegen. Eine solche Verformung der Vorsprünge sorgt dafür, daß dünnere Abschnitte sich zum das Gehäuse hin bewegen. Ferner sind im wesentlichen in Umfangsrichtung sich erstreckende Schmiermittelreservoire entsprechend den dünneren Abschnitten zwischen einer inneren Oberfläche des Sitzes und dem sphärischen Kugelteil des Kugelzapfens ausgebildet.
Ein anderes Verfahren zum Ausbilden von Flüssigkeitsreservoiren offenbart die veröffentlichte JP 7-259842 , wobei eine Anzahl von im wesentlichen in Umfangsrichtung sich erstreckenden flachen Abschnitten auf einer äußeren Oberfläche eines Sitzes ausgebildet sind und ein Kugelgelenk zusammen mit dem Sitz montiert wird. Wenn hierbei die flachen Abschnitte auf der äußeren Oberfläche des Sitzes gegen das Gehäuse gepreßt werden, werden im wesentlichen kreisförmige Schmiermittelreservoire entsprechend den flachen Abschnitten zwischen einer inneren Oberfläche des Sitzes und dem sphärischen Kugelteil des Kugelzapfens ausgebildet. Entsprechend der Anordnung der mehreren flachen Abschnitte werden mehrere Schmiermittelreservoire sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung ausgebildet.
Ein weiteres Verfahren zum Bilden von Schmiermittelreservoiren offenbart die veröffentlichte JP 2003-130038 , wobei eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut an der inneren Oberfläche eines Gehäuses ausgebildet ist und ein Kugelgelenk zusammen mit dem Gehäuse montiert wird. Hierbei wird der Sitz zum Gehäuse hin verformt. Somit wird ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Schmiermittelreservoir entsprechend der Nut zwischen einer inneren Oberfläche des Sitzes und dem sphärischen Kugelteil des Kugelzapfens geformt.
Bei dem oben beschriebenen Stand der Technik ist das Schmiermittelreservoir im wesentlichen von kreisförmiger Gestalt oder erstreckt sich in Form einer Nut in Umfangsrichtung des sphärischen Kugelteils des Kugelzapfens. Dies bedeutet, daß die Länge in axialer Richtung des geformten Schmiermittelreservoirs klein ist. Wenn dann das sphärische Kugelteil des Kugelzapfens um eine Achse dreht, läßt sich das Drehmoment nicht ausreichend reduzieren.
Aufgrund dieser nachteiligen Situation ist Aufgabe der Erfindung, ein Kugelgelenk zu schaffen, welches das Drehmoment bei Drehung eines sphärischen Kugelteils des Kugelzapfens um eine Achse reduzieren kann.
Diese Aufgabe ist alternativ durch Patentanspruch 1 und durch Patentanspruch 2 gelöst.
Bei einem Kugelgelenk nach Patentanspruch 1 oder 2 wird der Bereich, den das Schmiermittel erreichen kann, in axialer Richtung vergrößert. Wenn somit der Kugelzapfen um eine zentrale Achse dreht, kann das Drehmoment des Kugelgelenks wirksamer reduziert werden.
Vorzugsweise wird ein sich in Umfangsrichtung erstreckender konkaver Abschnitt zusätzlich auf der äußeren Oberfläche des Sitzes geformt, und dieser konkave Umfangsabschnitt wird zum Gehäuse hin verformt, so daß ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Schmiermittelreservoir zwischen der inneren Oberfläche des Sitzes entsprechend dem in Umfangsrichtung sich erstreckenden konkaven Abschnitt und dem sphärischen Kugelteil ausgebildet wird.
Alternativ dazu kann entsprechend ein in Umfangsrichtung sich erstreckender konkaver Abschnitt auf der Innenseite des Gehäuses ausgebildet und der Sitz in Umfangsrichtung des konkaven Abschnittes so verformt werden, daß ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Schmiermittelreservoir entsprechend dem verformten Abschnitt zwischen der inneren Oberfläche des Sitzes und dem sphärischen Kugelteil ausgebildet wird.
In beiden Fällen wird der Bereich, den das Schmiermittel erreichen kann, auch in Umfangsrichtung vergrößert. Wenn somit der Kugelzapfen kippt, wird das Kippmoment des Kugelgelenkes in beiden Fällen wirksamer reduziert.
Ferner kann in vorteilhafter Weise in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Kugelzapfen zwei Schaftteile aufweisen, die sich zu entgegengesetzten Seiten des sphärischen Kugelteiles in dessen axialer Richtung davon wegerstrecken; und das Gehäuse kann Gehäuseöffnungen aufweisen, durch welche die beiden Schaftteile jeweils hindurchpassen. Verglichen mit einem Kugelgelenk mit nur einem Schaftteil wird ein Kugelgelenk mit zwei Schaftteilen vorteilhafterweise in einem Aufhängungssystem oder dgl. eines Kraftfahrzeuges eingesetzt, welches häufige Drehung des Kugelzapfens um die Achse erfordert. Somit ist die Reduzierung des Drehmomentes eines Kugelgelenks mit zwei Schaftteilen sehr wirkungsvoll hinsichtlich der Verbesserung des Leistungsvermögens eines solchen Aufhängungssystems.
Gemäß den Feststellungen des Erfinders wird der Effekt der Erfindung noch vergrößert, wenn das Verhältnis der axialen Abmessung des fleckartigen konkaven Abschnittes bezüglich der radialen Abmessung dieses Abschnittes 1,1 oder mehr, insbesondere 1,4 oder mehr beträgt.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch ein Kugelgelenk gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung in montiertem Zustand;
2 eine teilweise geschnittene Ansicht des Sitzes der ersten Ausführung;
3 einen Schnitt durch das Gehäuse der ersten Ausführung;
4 einen Teilschnitt in größerem Maßstab eines wichtigen Bereichs der 1;
5 einen Schnitt durch das Kugelgelenk der ersten Ausführung der Erfindung, wobei der Kugelzapfen nach Montage des Kugelgelenkes entfernt ist;
6 einen Schnitt, welcher einen ersten Schritt der Montage des Kugelgelenks der ersten Ausführung der Erfindung illustriert;
7 einen Schnitt, welcher einen zweiten Schritt der Montage des Kugelgelenks der ersten Ausführung der Erfindung illustriert;
8 einen Teilschnitt in größerem Maßstab eines wichtigen Bereichs des Kugelgelenks der ersten Ausführung der Erfindung unmittelbar vor Vollendung der Montage;
9 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Sitzes einer zweiten Ausführung sowie einer fünften Ausführung gemäß der Erfindung;
10 einen Schnitt durch das Gehäuse gemäß der zweiten Ausführung;
11 einen Teilschnitt in größerem Maßstab eines wichtigen Bereiches des Kugelgelenks der zweiten Ausführung in montiertem Zustand des Kugelgelenks;
12 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Sitzes gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung;
13 einen Schnitt durch das Kugelgelenk der dritten, vierten und fünften Ausführung der Erfindung, wobei der Kugelzapfen nach vollendeter Montage des Kugelgelenks entfernt ist;
14 einen Schnitt durch das Gehäuse der vierten Ausführung der Erfindung; und
15 einen Schnitt durch das Gehäuse der fünften Ausführung der Erfindung.
Die bevorzugten Ausführungen der Erfindung seien nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 15 beschrieben.
1 ist ein Schnitt durch ein Kugelgelenk einer ersten Ausführung der Erfindung in montiertem Zustand des Kugelgelenkes. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht des Sitzes dieser ersten Ausführung. 3 ist ein Schnitt durch das Gehäuse der ersten Ausführung. 4 ist eine in größerem Maßstab gezeichnete Teilschnittansicht eines wichtigen Bereichs der 1. 5 ist ein Schnitt durch das Kugelgelenk der ersten Ausführung der Erfindung, wobei der Kugelzapfen nach vollendeter Montage des Kugelgelenkes entfernt ist. 6 ist eine Schnittansicht, welche einen ersten Montageschritt des Kugelgelenkes gemäß der ersten Ausführung der Erfindung illustriert. 7 ist eine Schnittansicht, welche einen zweiten Montageschritt des Kugelgelenkes gemäß der ersten Ausführung der Erfindung illustriert. 8 ist eine Teilschnittansicht in größerem Maßstab eines wichtigen Bereichs eines Kugelgelenkes nach der ersten Ausführung der Erfindung unmittelbar vor der Vollendung der Montage. 9 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Sitzes gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung sowie gemäß einer fünften Ausführung der Erfindung. 10 ist ein Schnitt durch das Gehäuse gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung. 11 ist eine Teilschnittansicht in größerem Maßstab durch einen wichtigen Bereich des Kugelgelenkes gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung nach vollendeter Montage. 12 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Sitzes gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung. 13 ist ein Schnitt durch das Kugelgelenk gemäß einer dritten, vierten und einer fünften Ausführung der Erfindung, wobei der Kugelzapfen nach vollendeter Montage des Kugelgelenkes entfernt ist. 14 ist ein Schnitt durch das Gehäuse nach der vierten Ausführung der Erfindung. 15 ist ein Schnitt durch das Gehäuse nach der fünften Ausführung der Erfindung.
Anhand der 1 sei nun zuerst ein Kugelgelenk 1 gemäß der ersten Ausführung der Erfindung erläutert. Das fertig montierte Kugelgelenk 1 umfaßt einen Kugelzapfen 2 mit einem sphärischen Kugelteil 2a und Schaftabschnitten 2b und 2c, die von dem Kugelteil 2a in entgegengesetzte axiale Richtungen wegragen. Der sphärische Kugelteil 2a des Kugelzapfens 2 ist von einem Sitz derart eingefaßt, daß der Kugelteil 2a in dem Sitz drehen (rotieren) und kippen kann. Der Sitz 3 ist von einem Gehäuse 4, 5 eingefaßt. Auf der äußeren Oberfläche des Schaftteiles 2b des Kugelzapfens 2 ist eine Schutzmanschettennut 2d für die Halterung einer Schutzmanschette eingeformt. Ferner ist eine Schutzmanschettennut 2e für die Halterung einer Schutzmanschette auf einer äußeren Oberfläche des Schaftteiles 2c des Kugelzapfens 2 vorgesehen. Eine Schutzmanschettennut 4f ist auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses 4 vorgesehen. Eine Schutzmanschettennut 5f ist ferner auf einer äußeren Oberfläche des Gehäuses 5 vorgesehen. Ein Ende der Schutzmanschette 6 ist in die Nut 2d und das andere Ende in die Nut 4f eingepaßt. Ein Ende der Schutzmanschette 7 ist in die Nut 2e und das andere Ende in die Nut 5f eingepaßt.
Als nächstes sei der Sitz 3 vor seiner Montage mit Bezug auf 2 beschrieben. Der Sitz 3 ist aus einem synthetischen Kunstharz hergestellt. Der Sitz 3 hat Sitzöffnungen 3d und 3e in axial entgegengesetzten Enden des Sitzes 3, welche die Schaftteile 2b und 2c des Kugelzapfens 2 durchlassen. Längs eines mittleren Umfangs der äußeren Oberfläche des Sitzes 3 ist ein Sitzflansch 3f ausgebildet. Der Sitzflansch 3f kann zwischen den beiden Gehäuseteilen 4 und 5 sandwichartig fixiert werden. Auf einer Seite des Sitzflansches 3f ist ein zylindrischer Teil 3g in axialer Richtung angeordnet. Auf der anderen Seite des Sitzflansches 3f ist in axialer Richtung ein halbkugeliger Teil 3h vorgesehen. Auf der Außenfläche des zylindrischen Teiles 3g sind zwölf fleckartige konkave Abschnitte 3a in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet. Jeder fleckartige konkave Abschnitt 3a zeichnet sich dadurch aus, daß seine Abmessung 3y in axialer Richtung größer als seine Abmessung 3x in radialer Richtung ist. In ähnlicher Weise sind auf der äußeren Oberfläche des halbkugeligen Teils 3h zwölf fleckartige konkave Abschnitte in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung eingeformt. Jeder fleckartige konkave Abschnitt 3a in der äußeren Oberfläche des halbkugeligen Teils 3h zeichnet sich ebenfalls dadurch aus, daß seine Abmessung 3y in axialer Richtung größer als seine Abmessung 3x in radialer Richtung ist.
Nachfolgend ist das Gehäuse 4, 5 gemäß 3 in einem Zustand vor der Montage beschrieben. Das Gehäuse 4, 5 besteht aus einem ersten Gehäuseteil 4 und einem zweiten Gehäuseteil 5. Das erste Gehäuseteil 4 ist aus Eisen gefertigt. An einem Endabschnitt des ersten Gehäuseteils 4 ist eine sich axial erstreckende Gehäuseöffnung 4d vorgesehen, durch welche sich der Schaftteil 2b des Kugelzapfens 2 axial hindurch erstrecken kann. Am anderen Endabschnitt des Gehäuseteils 4 ist eine Gehäuseöffnung 4e vorgesehen, in welcher das zweite Gehäuseteil 5 in axialer Richtung eingepaßt ist. Auf der äußeren Oberfläche der Gehäuseöffnung 4d an dem einen Ende des ersten Gehäuseteils 4 ist eine Schutzmanschettennut 4f eingeformt. Ferner ist über der Gehäuseöffnung 4e am anderen Ende des ersten Gehäuseteils 4 ein zylindrischer Dichtteil 4g axial angeordnet.
Eine innere Oberfläche 4c des ersten Gehäuseteils 4, in welcher der Sitz 3 einzupassen ist, hat einen halbkugeligen Teil 4h. Ein Innendurchmesser des halbkugeligen Teils 4h ist kleiner bemessen als der Außendurchmesser des in das Gehäuseteil 4 eingepaßten Sitzes 3. Andererseits hat eine innere Oberfläche des ersten Gehäuseteils 4, in welcher das zweite Gehäuseteil 5 eingepaßt ist, einen zylindrischen Abschnitt 4i zwischen dem halbkugeligen Teil 4h und dem zylindrischen Teil 4i ist ein Absatz 4j ausgebildet, an welchem der Sitzflansch 3f abgestützt wird. Ferner ist ein Gehäuseabsatz 4k zwischen dem zylindrischen Teil 4i und dem Dichtteil 4g vorgesehen, an welchem ein Gehäuseflansch 5g des zweiten Gehäuseteils 5 anliegt.
Das zweite, im ersten Gehäuseteil 4 einzupassende Gehäuseteil 5 besteht ähnlich wie der erste Gehäuseteil 4 aus Eisen. An einem axialen Endabschnitt des zweiten Gehäuseteils 5 ist eine Gehäuseöffnung 5d vorgesehen, durch welche sich der Schaftteil 2c des Kugelzapfens 2 hindurch erstrecken kann. Am anderen Endabschnitt des zweiten Gehäuseteils 5 ist eine axiale Gehäuseöffnung 5e vorgesehen, durch welche sich der sphärische Kugelteil 2a des Kugelzapfens 2 sowie der Sitz 3 axial hindurch erstrecken kann. Die in Umfangsrichtung verlaufende Schutzmanschettennut 5f ist auf der äußeren Oberfläche der Gehäuseöffnung 5e an dem einen Ende des zweiten Gehäuseteils 5 vorgesehen. Ferner ist am anderen axialen Ende des zweiten Gehäuseteils 5 ein distaler angeschärfter Teil 5i vorgesehen. Der distale angeschärfte Teil 5i wird in den Sitzflansch 3f des Sitzes 3 gegen den Sitzabsatz 4j des ersten Gehäuseteils 4 fix eingetrieben. Der Gehäuseflansch 5g ist in einem im wesentlichen mittleren Abschnitt der äußeren Oberfläche des zweiten Gehäuseteils 5 eingeformt. Eine innere Oberfläche 5c des zweiten Gehäuseteils 5, in welchem der Sitz 3 eingepaßt ist, hat einen halbkugeligen Teil 5h, der im wesentlichen halbkugelig ist. Ein innerer Durchmesser des halbkugeligen Teils 5h ist kleiner bemessen als der Außendurchmesser des Sitzes 3.
Im folgenden ist der Sitz 3 des Kugelgelenkes 1 nach der Montage anhand der 4 und 5 beschrieben. Wie oben beschrieben, sind die Innendurchmesser der halbkugeligen Teile 4h, 5h der Gehäuseteile 4, 5, in denen der Sitz eingepaßt ist, kleiner als der Außendurchmesser des Sitzes 3. Somit sind im montierten Kugelgelenk 1 die Sitzöffnungen 3d, 3e des Sitzes 3 in Richtung zur zentralen Achse durch die Gehäuseteile 4, 5 zusammengepreßt, so daß die fleckartigen konkaven Abschnitte 3a (die dünneren Abschnitte des Sitzes 3) plastisch zu den Gehäuseteilen 4, 5 hin verformt werden. Dadurch werden fleckartige Schmiermittelreservoire P1 gebildet. Dabei hat jedes fleckartige Schmiermittelreservoir P1 eine Gestalt, deren Abmessung py in axialer Richtung größer als die Abmessungen px in radialer Richtung ist, was wichtig ist. Die fleckartigen Schmiermittelgehäuse P1 sind mit Schmiermittel G gefüllt, d.h., daß die fleckartigen Schmiermittelreservoire P1 das Schmiermittel G speichern.
Selbst wenn die fleckartigen Schmiermittelreservoire P1 durch die oben beschriebene plastische Verformung ausgebildet sind, verbleiben einige Zwischenräume zwischen den fleckartigen konkaven Abschnitten 3a und den sphärischen Teilen 4h, 5h der Gehäuseteile 5, 5 (s. 4).
Nachfolgend ist ein Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen Kugelgelenks anhand der 1, 6 und 7 erläutert.
Zuerst wird gemäß 6 der Sitz 3 in das erste Gehäuseteil 4 von oben durch die Gehäuseöffnung 4e eingepreßt, bis der Sitzflansch 3f des Sitzes 3 am Sitzabsatz 4j des ersten Gehäuseteils 4 anläuft. Darauf wird der Schaftteil 2b des Kugelzapfens 2 mit dem sphärischen Kugelteil 2a, auf den das Schmiermittel G vorher aufgebracht worden ist, in den Sitz 3 von der Seite der Sitzöffnung 3e her eingesetzt und darauf der sphärische Kugelteil 2a des Kugelzapfens 2 in die Innenfläche 3c des Sitzes 3 eingepreßt.
Danach wird gemäß 7 die Gehäuseöffnung 5e des zweiten Gehäuseteils 5 zwischen die äußere Oberfläche des Sitzes 3 und die innere Oberfläche des ersten Gehäuseteils 4 eingepreßt, bis der Gehäuseflansch 5g an dem Gehäuseabsatz 4k des ersten Gehäuseteils 4 aufläuft. Hierbei ist die Krümmung des halbkugeligen Teils 5h des zweiten Gehäuseteils 5 im wesentlichen gleich der Krümmung des sphärischen Kugelteils 2a des Kugelzapfens 2. Wenn somit das zweite Gehäuseteil 5 eingepreßt ist, ist der zylindrische Teil 3g des Sitzes 3 konform zur Krümmung des halbkugeligen Teils 5h des zweiten Gehäuseteils 5 verformt.
Anschließend wird der Dichtabschnitt 4g des ersten Gehäuseteils 4 nahe der Gehäuseöffnung 4e verstemmt, um den Gehäuseflansch 5g des zweiten Gehäuseteils 5 zu umgeben. In einem ersten Verstemmschritt gemäß 8 kommen der sphärische Kugelteil 2a des Kugelzapfens 2 und die innere Oberfläche 3c des Sitzes 3 in engen Kontakt miteinander. Zudem werden gleichzeitig fleckartige Zwischenräume zwischen der Außenfläche des Sitzes 3 und dem sphärischen Teil 5h des zweiten Gehäuseteils 5 entsprechend den fleckartigen konkaven Abschnitten 3 gebildet. Wenn andererseits der Gehäuseflansch 5g des zweiten Gehäuseteils 4 auf dem Gehäuseabsatz 4k des ersten Gehäuseteils 4 aufsitzt, ist der distale angeschärfte Teil 5i des zweiten Gehäuseteils 5 in den Sitzflansch 3f des Sitzes 3 eingedrungen und daran fixiert.
In einem abschließenden Schritt des Verstemmens gemäß den 4 und 5 werden die fleckartigen konkaven Abschnitte 3a (die dünneren Abschnitte des Sitzes 3) so verformt, daß sie sich in Richtung auf die Gehäuseteile 4,5 zu bewegen, so daß die Zwischenräume zwischen der Außenfläche des Sitzes 3 und dem sphärischen Teil des Gehäuses 5 entsprechend den fleckartigen konkaven Abschnitten 3a verkleinert werden, während fleckartige Schmiermittelreservoire P1 zwischen der inneren Oberfläche 3c des Sitzes 3 und dem sphärischen Kugelteil 2a des Kugelzapfens 2 derart gebildet werden, daß die Abmessung py in axialer Richtung jedes fleckartigen Schmiermittelreservoirs P1 größer als dessen Abmessung px in radialer Richtung wird. Dann sind die fleckartigen Schmiermittelreservoire P1 mit Schmiermittel G gefüllt.
Danach wird gemäß 1 die Schutzmanschette 6 sowohl in die Schutzmanschettennut 2d des Kugelzapfens 2 als auch in die Schutzmanschettennut 2f des ersten Gehäuseteils 4 eingepaßt. Dann wird ein Sicherungsring 10 um den äußeren Umfang der Schutzmanschette 6 an der Stelle montiert, wo die Schutzmanschette in die Schutzmanschettennut 4f eingepaßt ist. In ähnlicher Weise wird die Schutzmanschette 7 in die Schutzmanschettennut 2e des Kugelzapfens 2 und die Schutzmanschettennnut 5f des zweiten Gehäuseteils 5 eingepaßt. Darauf wird ein Sicherungsring 11 um den äußeren Umfang der Schutzmanschette 7 an einer Stelle montiert, wo die Schutzmanschette 7 in die Schutzmanschettennut 5f eingepaßt ist.
Wie oben beschrieben, ist die Montage des Kugelgelenks 2 damit abgeschlossen.
Das komplett montierte Kugelgelenk 1 wird in eine Armöffnung 12a eines Armes 12 eingepreßt, der zu einem Aufhängungssystem und/oder einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gehört. Dabei wird das Kugelgelenk zu einer Drehbewegung um die zentrale Achse der beiden Schaftteile 2b, 2c und ferner zu einer Kippbewegung um ein gewisses Ausmaß eingesetzt.
Da bei einem oben beschriebenen Kugelgelenk 1 die fleckartigen konkaven Abschnitte 3a der äußeren Oberfläche des Sitzes 3 in einer solchen Weise ausgebildet sind, daß die Abmessung 3y in axialer Richtung jedes konkaven Abschnitts 3a größer als die Abmessung 3x in radialer Richtung ist, werden die fleckartigen konkaven Abschnitte 3a so verformt, daß sie sich zu den Gehäuseteilen 4, 5 hin bewegen, so daß fleckartige Schmiermittelreservoire P1 zwischen dem sphärischen Kugelteil 2a und den inneren Oberflächen 3c des Sitzes 3 derart ausbilden, daß ebenfalls die Abmessung py in axialer Richtung jedes fleckartigen Schmiermittelreservoirs P1 größer als dessen Abmessung px in radialer Richtung wird. Somit wird der Bereich, der von Schmiermittel G erreicht werden kann, in axialer Richtung vergrößert. Wenn daher der Kugelzapfen 1 um die zentrale Achse dreht (rotiert), kann das Drehmoment des Kugelgelenks 1 ausreichend vermindert werden.
Bei dem oben beschriebenen Kugelgelenk 1 erstrecken sich die beiden Schaftabschnitte 2b, 2c von entgegengesetzten Seiten der sphärischen Kugelteile 2a in axialer Richtung des Kugelgelenkes 2, und die Gehäuseteile 4, 5 haben Gehäuseöffnungen 4d, 5d, durch welche die beiden Schaftteile 2b, 2c jeweils hindurchpassen. Wenn das Kugelgelenk 1 in einem Aufhängungssystem eines Kraftfahrzeuges montiert ist, übt das Kugelgelenk 1 ein Drehmoment um die zentrale Achse der beiden Schaftteile 2b, 2c und außerdem ein Kippmoment aus. Im Vergleich zu einem Kugelgelenk mit nur einem Schaftteil für das Drehmoment und das Kippmoment ist das Kugelgelenk 1 mit zwei Schaftteilen 2b, 2c für das Drehmoment und das Kippmoment häufiger in einem Aufhängungssystem oder dergleichen eines Kraftfahrzeuges einzusetzen, welches häufige Drehung des Kugelgelenkes 2 um die zentrale Achse erfordert. Somit ist die Verringerung des Drehmoments des Kugelgelenks mit zwei Schaftteilen 2b, 2c äußerst effektiv im Sinne der Verbesserung der Leistung eines solchen Aufhängungssystems.
Da bei der obigen Ausführung die fleckartigen konkaven Abschnitte 3a an der äußeren Oberfläche des Sitzes 3 derart eingeformt sind, daß die Abmessung 3y in axialer Richtung jedes fleckartigen konkaven Abschnittes 3a größer als seine Abmessung 3x in radialer Richtung wird, werden die fleckartigen konkaven Abschnitte 3 zum Bewegen zu den Gehäuseteilen 4, 5 hin verformt, so daß die fleckartigen Schmiermittelreservoire P1 zwischen den sphärischen Kugelteilen 2a und der inneren Oberfläche 3c des Sitzes 3 derart geformt werden, daß die Abmessung py in axialer Richtung jedes fleckartigen Schmiermittelreservoirs P1 größer als die Abmessung px in radialer Richtung wird. Jedoch kann gemäß einer zweiten Ausführung anstelle der Anordnung fleckartiger konkaver Abschnitte 3a auf der äußeren Oberfläche des Sitzes 3 der Sitz 3 von einem zylindrischen Teil und einem halbkugeligen Teil gemäß 9 ausgebildet sein, und fleckartige konkave Abschnitte 4a, 5a können an den inneren Oberflächen 4c, 5c der halbkugeligen Teile 4h, 5h der Gehäuseteile 4, 5 gemäß 10 so ausgebildet werden, daß die Abmessung 4y, 5y in axialer Richtung jedes fleckartigen konkaven Abschnittes 4a, 5a größer als die Abmessung 4x, 5x in radialer Richtung wird. Wenn diese Bauart des Kugelgelenkes 1 wie in 11 gezeigt montiert wird, wird der Sitz 3 plastisch in die fleckartigen konkaven Abschnitte 4a, 5a hinein verformt, so daß fleckartige Schmiermittelreservoire P1 zwischen dem sphärischen Kugelteil 2a und der inneren Oberfläche 3c des Sitzes 3 so ausgebildet werden, daß die Abmessung py in axialer Richtung jedes fleckartigen Schmiermittelreservoirs P1 größer als die Abmessung px in radialer Richtung wird.
Bei einer dritten Ausführung gemäß 12 können auf der äußeren Oberfläche des Sitzes 3 konkave Umfangsabschnitte 3b, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, zusätzlich zu den fleckartigen konkaven Abschnitten 3a ausgebildet sein. Bei dieser Ausführung, wie in 3 gezeigt, sind die fleckartigen konkaven Abschnitte 4a, 5a nicht an der inneren Oberfläche des Gehäuses 4, 5 ausgebildet. Der sphärische Teil 4h, 5h ist einfach gestaltet. Wenn diese Bauart des Kugelgelenkes 1 gemäß 13 montiert wird, werden auch die konkaven Umfangsabschnitte 3b so verformt, daß sie sich zu den Gehäuseteilen 4, 5 hin bewegen, so daß in Umfangsrichtung sich erstreckende Schmiermittelreservoire P2 zwischen dem sphärischen Kugelteil 2a des Kugelzapfens 2 und der inneren Oberfläche 3c des Sitzes 3 zusätzlich zu den fleckartigen Schmiermittelreservoiren P1 gebildet werden. In diesem Fall ist das Gebiet, welches Schmiermittel G erreichen kann, auch in Umfangsrichtung erweitert. Somit wird zusätzlich zu dem Effekt der Reduzierung des Drehmomentes des Kugelgelenkes 1 mittels der fleckartigen Schmiermittelreservoire P1 in axialer Richtung erreicht, daß das Kippmoment des Kugelgelenks 1 ebenfalls ausreichend vermindert wird, wenn der Kugelzapfen 2 kippt.
Ferner werden bei einer vierten Ausführung gemäß 14 auf der inneren Oberfläche 4c, 5c des Gehäuses 4, 5 im Umfangsrichtung sich erstreckende konkave Abschnitte 4b, 5b geformt, während die fleckartigen konkaven Abschnitte 3a auf der äußeren Oberfläche des Sitzes 3 so ausgebildet werden, daß die Abmessung 3y in axialer Richtung jedes fleckartigen konkaven Abschnittes 3a größer als dessen Abmessung 3x in radialer Richtung wird, wie in 2 gezeigt. Wenn diese Bauart des Kugelgelenkes 1 montiert wird, werden die fleckartigen konkaven Abschnitte 3a plastisch zu einem Bewegen in Richtung auf die Gehäuseteile 4, 5 hin verformt, und andere Abschnitte des Sitzes 3 entsprechend den in Umfangsrichtung sich erstreckenden konkaven Abschnitten 4b, 5b werden plastisch derart verformt, daß sie sich in die in Umfangsrichtung sich erstreckenden konkaven Abschnitte 4b, 5b hinein bewegen, so daß die fleckartigen Schmiermittelreservoire P1 und die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schmiermittelreservoire P2 zwischen dem sphärischen Kugelteil 2a des Kugelzapfens 2 und der inneren Oberfläche 3c des Sitzes 3 ausgebildet werden, wie in 13 gezeigt ist.
Ferner kann bei einer fünften Ausführung gemäß 15 der Sitz 3 ausgehend von einem zylindrischen Teil und einem halbkugeligen Teil gemäß 9 geformt werden und fleckartige konkave Abschnitte 4a, 5a, und konkave Umfangsabschnitte 4b, 5b können an den inneren Oberflächen 4c, 5c der halbkugelförmigen Teile 4h, 5h der Gehäuseteile 4, 5 ausgebildet werden. Wenn diese Bauart eines Kugelgelenks 1 montiert wird, wird der Sitz 3 plastisch in die fleckartigen konkaven Abschnitte 4a, 5a und in die konkaven Umfangsabschnitte 4b, 5b hinein verformt, so daß die fleckartigen Schmiermittelreservoire P1 und die in Umfangsrichtung sich erstreckenden Schmiermittelreservoire P2 zwischen dem sphärischen Kugelteil 2a des Kugelzapfens 2 und der inneren Oberfläche 3c des Sitzes 3 gemäß 13 geformt werden.
Bei den obigen Ausführungen sind die an der äußeren Oberfläche des Sitzes 3 ausgebildeten fleckartigen konkaven Abschnitte 3a parallel zur axialen Richtung des Sitzes 3 ausgerichtet. Es können jedoch auch andere Gestaltungen für jeden fleckartigen konkaven Abschnitt 3a gewählt werden, sofern die Abmessung 3y in axialer Richtung jedes fleckartigen konkaven Abschnittes 3a größer als dessen Abmessung 3x in radialer Richtung bleibt.
In ähnlicher Weise sind bei den obigen Ausführungen die fleckartigen konkaven Abschnitte 4a, 5a an der inneren Oberfläche 4c, 5c des Gehäuses 4, 5 parallel zur axialen Richtung des Gehäuses 4, 5 ausgerichtet. Es können jedoch auch beliebige andere Gestaltungen für jeden fleckartigen konkaven Abschnitt 4a, 5a gewählt werden, sofern dessen Abmessung 4y, 5y in axialer Richtung jedes fleckartigen, konkaven Abschnittes 4a, 5a größer als dessen Abmessung 4x, 5x in radialer Richtung bleibt.
Während bei den oben beschriebenen Ausführungen die Anzahl der fleckartigen konkaven Abschnitte 3a oder der fleckartigen konkaven Abschnitte 4a, 5a in Umfangsrichtung 12 beträgt, kann jede beliebige andere Anzahl in jeglicher Form realisiert werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims

Kugelgelenk mit – einem Kugelzapfen (2) mit einem sphärischen Kugelteil (2a) und einem Schaftteil (2b, 2c), der von dem sphärischen Kugelteil (2a) wegragt; – einem Sitz (3), der den sphärischen Kugelteil (2a) des Kugelzapfens (2) derart einfaßt, daß der sphärische Kugelteil (2a) darin drehen und kippen kann; und – einem Gehäuse (4, 5), welches den Sitz (3) darin hält; wobei – ein fleckartiger konkaver Abschnitt (3a) auf einer äußeren Oberfläche des Sitzes (3) ausgebildet ist, – der fleckartige konkave Abschnitt (3a) in eine Gestalt gebracht ist, in welcher seine Abmessung (3y) in axialer Richtung größer als seine Abmessung (3x) in radialer Richtung ist, – der fleckartige konkave Abschnitt (3a) zum Gehäuse (4, 5) hin so verformt ist, daß ein fleckartiges Schmiermittelreservoir (P1) entsprechend dem fleckartigen konkaven Abschnitt (3a) zwischen einer inneren Oberfläche (3c) des Sitzes (3) und dem sphärischen Kugelteil (2a) geformt ist, – das fleckartige Schmiermittelreservoir (P1) in eine Form gebracht ist, in welcher seine Abmessung (py) in axialer Richtung größer als seine Abmessung (px) in radialer Richtung ist und – das fleckartige Schmiermittelreservoir (P1) mit Schmiermittel (G) gefüllt ist.
Kugelgelenk mit – einem Kugelzapfen (2) umfassend einen sphärischen Kugelteil (2a) und einen Schaftteil (2b, 2b), der von dem sphärischen Kugelteil (2a) wegragt; – einem Sitz (3), der das sphärische Kugelteil (2a) des Kugelzapfens (2) derart einfaßt, daß das sphärische Kugelteil (2a) darin drehen und kippen kann; und – einem Gehäuse (4, 5), welches den Sitz (3) darin hält; wobei – ein fleckartiger konkaver Abschnitt (4a, 5a) an einer inneren Oberfläche (4c, 5c) des Gehäuses (4, 5) ausgebildet ist, – der fleckartige konkave Abschnitt (4a, 5a) in eine Gestalt gebracht ist, in welcher seine Abmessung (4y, 5y) in axialer Richtung größer als seine Abmessung (4x, 5x) in radialer Richtung ist, – der Sitz (3) zum fleckartigen konkaven Abschnitt (4a, 5a) hin so verformt ist, daß ein fleckartiges Schmiermittelreservoir (P1) entsprechend dem verformten Abschnitt zwischen einer inneren Oberfläche (3c) des Sitzes (3) und dem sphärischen Kugelteil (2a) ausgebildet ist, – das fleckartige Schmiermittelreservoir (P1) in eine Gestalt gebracht ist, in welcher seine Abmessung (py) in axialer Richtung größer als seine Abmessung (px) in radialer Richtung ist, und – das fleckartige Schmiermittelreservoir (P1) mit einem Schmiermittel (G) gefüllt ist.
Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß – ein konkaver Umfangsabschnitt (3b), welcher sich in Umfangsrichtung erstreckt, auf der Außenfläche des Sitzes (3) ausgebildet ist und – der konkave Umfangsabschnitt (3b) zum Gehäuse (4, 5) hin so verformt ist, daß ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Schmiermittelreservoir (P2) entsprechend dem konkaven Umfangsabschnitt (3b) zwischen der inneren Oberfläche (3c) des Sitzes (3) und dem sphärischen Kugelteil (2a) ausgebildet ist.
Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß – ein konkaver Umfangsabschnitt (4b, 5b), der sich in Umfangsrichtung erstreckt, auf der inneren Oberfläche (4c, 5c) des Gehäuses (4, 5) ausgebildet ist und – der Sitz (3) in den konkaven Umfangsabschnitt (4b, 5b) hinein so verformt ist, daß ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Schmiermittelreservoir (P2) entsprechend dem verformten Abschnitt zwischen der inneren Oberfläche (3c) des Sitzes (3) und dem sphärischen Kugelteil (2a) ausgebildet ist.
Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß – der Kugelzapfen (2) zwei Schaftteile (2b, 2c) aufweist, die von entgegengesetzten Seiten des sphärischen Kugelteiles (2a) in axialer Richtung wegragen; und – das Gehäuse (4, 5) Gehäuseöffnungen (4d, 5d) aufweist, durch welche die beiden Schaftteile (2b, 2c) jeweils hindurchpassen.
Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der axialen Abmessung (3y, 4y, 5y) des fleckartigen konkaven Abschnittes (3a, 4a, 5a) bezüglich der radialen Abmessung (3x, 4x, 5x) des fleckartigen konkaven Abschnittes (3a, 4a, 5a) 1,1 oder mehr beträgt.
Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Verhältnis der axialen Abmessung (3y, 4y, 5y) des fleckartigen konkaven Abschnittes (3a, 4a, 5a) bezüglich der radialen Abmessung (3x, 4x, 5x) des fleckartigen konkaven Abschnittes (3a, 4a, 5a) 1,4 oder mehr beträgt.