DE102009031284B4 - Bearing and seal assembly - Google Patents
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Abstract
Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe (241) für ein Kugelgelenk (200), umfassend eine Gelenkschale (210), in der ein Kugelkopf (208) eines Kugelzapfens (206) schwenkbeweglich aufnehmbar ist, wobei die Gelenkschale (210) einen Halteflansch (240) aufweist, und einen Dichtungsbalg (242), der an dem Halteflansch (240) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Halteflansch (240) eine Erhebung (246) und in einem Randbereich des Dichtungsbalgs (242) eine Aussparung (248) ausgebildet sind, wobei die Aussparung (248) des Dichtungsbalgs (242) und die Erhebung (246) des Halteflansches (240) miteinander verknüpft sind und wobei die Erhebung (246) eine Hinterschneidung aufweist.Bearing and sealing assembly (241) for a ball joint (200), comprising a joint shell (210) in which a ball head (208) of a ball pin (206) can be swivel-mounted, the joint shell (210) having a holding flange (240), and a sealing bellows (242) which is fastened to the holding flange (240), characterized in that an elevation (246) and a recess (248) are formed on the holding flange (240) and in a peripheral region of the sealing bellows (242), wherein the recess (248) of the sealing bellows (242) and the elevation (246) of the holding flange (240) are linked to one another and the elevation (246) has an undercut.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe für ein Kugelgelenk.The invention relates to a bearing and seal assembly for a ball joint.
Kugelgelenke für Kraftfahrzeuge werden mittels eines Dichtungsbalges bzw. einer Dichtungsmanschette gegen Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit bzw. gegen Austreten von Gelenkfett geschützt. Hierbei treten zwei Abdichtbereiche auf: Einerseits an der Verbindung des Dichtungsbalges zum Gehäuse (Festsitz des Dichtungsbalges), im folgenden als „gehäuseseitige Dichtung“ bezeichnet, und andererseits an der Verbindung des Dichtungsbalgs zum Kugelzapfen (an der sich der Balg drehend auf dem Kugelzapfen bewegt), im folgenden als „zapfenseitige Dichtung“ bezeichnet. Bei den heute üblichen Anwendungen kommen zur beidseitigen Befestigung des Dichtungsbalgs am Gehäuse und am Kugelzapfen Spannringe zum Einsatz, mittels der die gewünschte Dichtwirkung zwischen Dichtungsbalg und Gehäuse bzw. Kugelzapfen erreicht wird. Diese Kombination ist wegen der vergleichsweisen hohen Herstellungskosten nachteilig.Ball joints for motor vehicles are protected against the ingress of dirt and moisture or against the escape of joint grease by means of a sealing bellows or a sealing sleeve. Two sealing areas occur here: on the one hand at the connection of the sealing bellows to the housing (tight fit of the sealing bellows), hereinafter referred to as "housing-side seal", and on the other hand at the connection of the sealing bellows to the ball stud (at which the bellows rotates on the ball stud) , hereinafter referred to as "pin-side seal". In today's common applications, clamping rings are used to fasten the sealing bellows on both sides of the housing and on the ball pin, by means of which the desired sealing effect between the sealing bellows and the housing or ball pin is achieved. This combination is disadvantageous because of the comparatively high manufacturing costs.
Die Anbindung eines Dichtungsbalgs am Gehäuse erfolgt heute standardmäßig über eine am Gehäuse angebrachte Balgnut, in der der Dichtungsbalg konturkonform positioniert wird. Eine solche Anbindung ist z.B. aus
Im Stand der Technik sind alternativ zur Anbindung gemäß
Die
Ferner zeigt die
Entsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe für ein Kugelgelenk zu schaffen, mit der ein solches Kugelgelenk preiswerter und einfacher hergestellt werden kann.Accordingly, the object of the invention is to provide a bearing and seal assembly for a ball joint, with which such a ball joint can be manufactured more cheaply and easily.
Diese Aufgabe wird durch eine Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by a bearing and seal assembly with the features of
Eine erfindungsgemäße Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe ist für einen Einsatz bei einem Kugelgelenk vorgesehen, um einen Kugelzapfen des Kugelgelenks geeignet schwenkbeweglich zu lagern und das Gelenk sowohl vor einem Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit und dergleichen von außen abzuschirmen als auch ein Austreten von Lagerfett zu verhindern. Diese Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe umfasst eine Gelenkschale, in der ein Kugelkopf eines Kugelzapfens schwenkbeweglich aufgenommen werden kann, wobei die Gelenkschale einen Halteflansch aufweist, und einen Dichtungsbalg, der an dem Halteflansch befestigt ist.A bearing and seal assembly according to the invention is intended for use in a ball joint in order to suitably pivotably mount a ball pin of the ball joint and to shield the joint from the ingress of dirt, moisture and the like from the outside and to prevent bearing grease from escaping. This bearing and seal assembly comprises a joint shell in which a ball head of a ball pin can be pivotally received, the joint shell having a retaining flange, and a sealing bellows which is fastened to the retaining flange.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Baugruppe besteht darin, dass sie die Möglichkeit bietet, vor der Montage in das Gelenkgehäuse des Kugelgelenks eine Unterbaugruppe bestehend aus Gelenkschale und Dichtungsbalg zu bilden. Diese Unterbaugruppe wird dadurch erzeugt, dass der Dichtungsbalg an dem Halteflansch der Gelenkschale formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigt ist. Durch diese Befestigung des Dichtungsbalgs an dem Halteflansch wird der Montageprozess zur Herstellung des Kugelgelenks wesentlich vereinfacht und preiswerter, da die genannte Unterbaugruppe bereits im Vorfeld vor- bereitet werden kann und dadurch in Bezug auf Gelenkschale und Dichtungsbalg ein separates Handling bzw. ein aufwendiges Montieren entfällt.The main advantage of the assembly according to the invention is that it offers the possibility of forming a subassembly consisting of a joint shell and a sealing bellows prior to installation in the joint housing of the ball joint. This subassembly is produced in that the sealing bellows is attached to the holding flange of the joint shell in a positive and / or non-positive manner. This fastening of the sealing bellows to the holding flange considerably simplifies and cheaper the assembly process for producing the ball joint, since the subassembly mentioned can be prepared in advance and, as a result, there is no need for separate handling or complex assembly in relation to the joint shell and sealing bellows.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Halteflansch radial umlaufend ausgebildet sein. Dies gewährleistet eine sehr zuverlässige Anbindung des Dichtungsbalgs an den Halteflansch. Alternativ ist es auch möglich, den Halteflansch in mehreren voneinander getrennten Segmenten auszubilden, wodurch die Elastizität der Gelenkschale und damit ein Einknüpfen des Kugelkopfes des Kugelzapfens erleichtert wird.In an advantageous development of the invention, the holding flange can be designed to run radially all round. This ensures a very reliable connection of the sealing bellows to the holding flange. Alternatively, it is also possible to form the retaining flange in a plurality of segments which are separate from one another, as a result of which the elasticity of the joint shell and so that it is easier to attach the ball head of the ball pin.
Erfindungsgemäß ist am Halteflansch eine Erhebung und in einem Randbereich des Dichtungsbalgs eine Aussparung ausgebildet, wobei die Aussparung des Dichtungsbalgs und die Erhebung des Halteflansches miteinander verknüpft sind. Die Erhebung weist zudem eine Hinterschneidung auf. Somit ist durch die genannte Verknüpfung der Aussparung mit der Erhebung eine formschlüssige Verbindung zwischen Dichtungsbalg und Halteflansch gegeben. Zweckmäßigerweise kann die Hinterschneidung der Erhebung kugelig, ballig oder winkelig ausgeführt sein. Da der Dichtungsbalg üblicherweise aus einem gummielastischen Material hergestellt ist, ist es ohne weiteres möglich, die Aussparung des Dichtungsbalgs in Eingriff mit der Erhebung des Halteflansches zu bringen.According to the invention, an elevation is formed on the holding flange and a recess is formed in an edge region of the sealing bellows, the recess of the sealing bellows and the elevation of the holding flange being linked to one another. The survey also shows an undercut. A positive connection between the sealing bellows and the holding flange is thus provided by the above-mentioned connection of the recess with the elevation. The undercut of the elevation can expediently be spherical, spherical or angled. Since the sealing bellows is usually made of a rubber-elastic material, it is easily possible to bring the recess of the sealing bellows into engagement with the elevation of the holding flange.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Erhebung in gleicher Weise wie der Halteflansch und in Übereinstimmung mit diesem in Segmenten ausgebildet sein. Dies bietet Vorteile für die Herstellbarkeit der Gelenkschale dank einer besseren bzw. einfacheren Entformbarkeit aus dem Werkzeug, insbesondere dann, wenn die Erhebung eine Hinterschneidung aufweist. Abweichend hiervon ist es auch möglich, dass allein die Erhebung in segmentartigen Abschnitten ausgebildet ist, wodurch in gleicher Weise eine vereinfachte Entformbarkeit aus dem Werkzeug gewährleistet ist.In an advantageous development of the invention, the elevation can be designed in segments in the same way as the holding flange and in accordance with it. This offers advantages for the manufacturability of the joint shell thanks to a better or easier demoldability from the tool, in particular if the elevation has an undercut. Deviating from this, it is also possible that the elevation alone is formed in segment-like sections, which in the same way ensures that the mold can be removed from the mold in a simplified manner.
Ergänzend oder alternativ zu der genannten formschlüssigen Verbindung ist es des Weiteren möglich, den Dichtungsbalg mit dem Halteflansch form- bzw. stoffschlüssig zu verbinden. Dies kann geeignet durch Verwendung eines Klebstoffs und/oder durch Erzeugen einer stoffschlüssigen Verbindung erfolgen.In addition or as an alternative to the positive connection mentioned, it is also possible to connect the sealing bellows to the retaining flange in a positive or material connection. This can be done suitably by using an adhesive and / or by creating a material connection.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Dichtungsbalg an einer Seite entgegengesetzt zur Aussparung eine Anlagefläche aufweisen, an der eine Dichtlamellenstruktur ausgebildet ist. Bei vollständig montiertem Kugelgelenk wird diese Anlagefläche des Dichtungsbalgs gegen eine Gehäusefläche gepresst, woraus eine ausgezeichnete gehäuseseitige Gelenkabdichtung des montierten Kugelgelenks resultiert.In an advantageous development of the invention, the sealing bellows can have a contact surface on one side opposite to the recess, on which a sealing lamella structure is formed. When the ball joint is fully assembled, this contact surface of the sealing bellows is pressed against a housing surface, which results in an excellent joint sealing of the assembled ball joint on the housing side.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Baugruppe stellen sich wie folgt dar:
- - form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen Dichtungsbalg und Gelenkschale, was die Bildung einer vormontierten Unterbaugruppe ermöglicht,
- - Entfall eines zusätzlichen gehäuseseitigen Spannmittels,
- - Erfüllung der Abdichtbedingungen kundenspezifizierter Lastenhefte, und
- - Kostensenkung gegenüber herkömmlichen Abdichtsystemen.
- - positive and / or non-positive connection between the sealing bellows and the joint shell, which enables the formation of a pre-assembled subassembly,
- - no additional clamping device on the housing side,
- - fulfillment of the sealing conditions of customer-specific specifications, and
- - Cost reduction compared to conventional sealing systems.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically below using an embodiment in the drawing and is described in detail with reference to the drawing.
Es zeigen:
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1 eine Querschnittsansicht einer Gelenkschale einer erfindungsgemäßen Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe, -
2 eine Querschnittsansicht eines Dichtungsbalgs einer erfindungsgemäßen Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe, -
3 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe in Verbindung mit einem Kugelzapfen, wobei der Dichtungsbalg an dem Halteflansch der Gelenkschale befestigt ist, -
4 den Bereich I von3 in einer vergrößerten Ansicht, -
5 prinzipiell vereinfachte Darstellungen für ein Verknüpfen des Dichtungsbalgs mit dem Halteflansch, -
6 eine Querschnittsansicht eines Kugelgelenks mit einer Lagerungs- und Dichtungsbaugruppe von3 , und -
7-9 Perspektivansichten der Gelenkschale in einer jeweils weiteren Ausführungsform, und -
10-13 verschiedene Kugelgelenke nach dem Stand der Technik.
-
1 2 shows a cross-sectional view of a joint shell of a bearing and seal assembly according to the invention, -
2 2 shows a cross-sectional view of a sealing bellows of a bearing and sealing assembly according to the invention, -
3 2 shows a cross-sectional view of the bearing and seal assembly according to the invention in connection with a ball pin, the sealing bellows being fastened to the holding flange of the joint shell, -
4 the area I of3 in an enlarged view, -
5 principally simplified representations for linking the sealing bellows to the holding flange, -
6 a cross-sectional view of a ball joint with a bearing and seal assembly of3 , and -
7-9 Perspective views of the joint shell in a further embodiment, and -
10-13 various ball joints according to the prior art.
Unter Verwendung der Gelenkschale
In
Der Montageprozess für das in
In den
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