DE102017206705B4

DE102017206705B4 - Verfahren zur Montage eines Gelenkbauteils

Info

Publication number: DE102017206705B4
Application number: DE102017206705.5A
Authority: DE
Inventors: Axel Schneeloch; Friederike Person; Michael Lampe; Bodo Dietzmann; Jan GUENTHER
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2037-04-21
Also published as: CN108730326B; DE102017206705A1; CN108730326A; GB2561967A; GB2561967B; GB201803268D0

Abstract

Verfahren zur Montage eines Gelenkbauteils (19), welches ein eine Gelenkaufnahme (12) umfassendes Gelenkaufnahmebauteil (11) und ein ein Gelenkgehäuse (2) und ein Gelenkinnenteil (3) mit einem Lagerbereich (4) umfassendes Gelenk (1) aufweist, dessen Gelenkinnenteil (3) mit seinem Lagerbereich (4) unter Zwischenschaltung einer Lagerschale (5) beweglich in dem Gelenkgehäuse (2) gelagert ist, mittels welchem das Gelenk (1) in der Gelenkaufnahme (12) fest sitzt, wobei- in einem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt das Gelenkgehäuse (2) erwärmt wird und- in einem Temperschritt die Lagerschale (5) durch das erwärmte Gelenkgehäuse (2) erwärmt und dadurch getempert wird, dadurch gekennzeichnet, dass- in einem Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt das Gelenkaufnahmebauteil (11) zumindest im Bereich der Gelenkaufnahme (12) erwärmt wird,- in einem Einpressschritt das Gelenk (1) mit seinem Gelenkgehäuse (2) in die Gelenkaufnahme (12) des erwärmten Gelenkaufnahmebauteils (11) eingepresst wird und- in dem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt das in die Gelenkaufnahme (12) eingepresste Gelenkgehäuse (2) durch das erwärmte Gelenkaufnahmebauteil (11) erwärmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Gelenkbauteils, welches ein eine Gelenkaufnahme umfassendes Gelenkaufnahmebauteil und ein ein Gelenkgehäuse und ein Gelenkinnenteil mit einem Lagerbereich umfassendes Gelenk aufweist, dessen Gelenkinnenteil mit seinem Lagerbereich unter Zwischenschaltung einer Lagerschale beweglich in dem Gelenkgehäuse gelagert ist, mittels welchem das Gelenk in der Gelenkaufnahme fest sitzt, wobei in einem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt das Gelenkgehäuse erwärmt wird und in einem Temperschritt die Lagerschale durch das erwärmte Gelenkgehäuse erwärmt und dadurch getempert wird.
Das Tempern eines Lagersitzes eines Kugelgelenks ist z.B. aus der DE 11 2012 001 492 T5 bekannt, die ein Verfahren zum Herstellen eines Kugelgelenks offenbart, welches ein aus einem rohrförmigen Metall gebildetes Gehäuse, einen aus Metall gebildeten Kugelzapfen, der einen Kugelteil und einen von dem Kugelteil vorstehenden Zapfenteil umfasst, und einen aus einem thermoplastischen Harz/Kunstharz gebildeten Lagersitz aufweist, der innerhalb des Gehäuses eingepasst ist, während er den Kugelteil umgibt und diesen hält, so dass der Zapfenteil in der Lage ist, zu schwenken. Das bekannte Verfahren umfasst einen Montageschritt zum Montieren des Kugelgelenks, während ein Vordruck auf den Lagersitz übertragen wird, und einen Heizschritt zum Heizen des Kugelgelenks nach dem Montageschritt, um den Lagersitz derart aufzuweichen, dass sich der Lagersitz an eine Außenumfangsfläche des Kugelteils anpasst, wobei im Heizschritt eine Induktionsheizspule derart angeordnet wird, dass sie das Gehäuse des Kugelgelenks umgibt, sodass das Gehäuse durch Erregen der Induktionsheizspule aufgeheizt wird und dadurch der Lagersitz aufgrund der Wärmeleitung von einer Innenumfangsfläche des Gehäuses zu dem Lagersitz aufgeheizt und somit aufgeweicht wird.
Wird das aus der DE 11 2012 001 492 T5 bekannte Kugelgelenk in eine Gelenkaufnahme in Form eines Lagerauges eines Fahrwerkbauteils eingepresst, verändern sich durch das Einpressen in der Regel die Reibungseigenschaften des Kugelgelenks, was unerwünscht ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Beeinträchtigung der Reibungseigenschaften des Gelenks aufgrund seines Einpressens in die Gelenkaufnahme beseitigen oder zumindest reduzieren zu können.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
Das eingangs genannte Verfahren zur Montage eines Gelenkbauteils, welches ein eine Gelenkaufnahme umfassendes Gelenkaufnahmebauteil und ein ein Gelenkgehäuse und ein Gelenkinnenteil mit einem Lagerbereich umfassendes Gelenk aufweist, dessen Gelenkinnenteil mit seinem Lagerbereich unter Zwischenschaltung einer Lagerschale beweglich in dem Gelenkgehäuse gelagert ist, mittels welchem das Gelenk in der Gelenkaufnahme fest sitzt, wobei

- in einem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt das Gelenkgehäuse erwärmt wird und
- in einem Temperschritt die Lagerschale durch das erwärmte Gelenkgehäuse erwärmt und dadurch getempert wird, wird insbesondere dadurch weitergebildet, dass
- in einem Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt das Gelenkaufnahmebauteil im oder zumindest im Bereich der Gelenkaufnahme erwärmt wird,
- in einem Einpressschritt das Gelenk mit seinem Gelenkgehäuse in die Gelenkaufnahme des erwärmten Gelenkaufnahmebauteils eingepresst wird und
- in dem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt das in die Gelenkaufnahme eingepresste Gelenkgehäuse durch das erwärmte Gelenkaufnahmebauteil erwärmt wird.

Das Tempern erfolgt somit nach dem Einpressen des Gelenks in die Gelenkaufnahme, sodass durch das Einpressen hervorgerufene und die Reibungseigenschaften beeinträchtigende Spannungen in der Lagerschale durch das Tempern abgebaut werden oder werden können. Das Verfahren kann insbesondere unabhängig davon durchgeführt werden, ob das Gelenk bereits während seiner Herstellung und/oder vor dem Einpressschritt getempert worden ist oder nicht. Gemäß einer ersten Alternative wird das Gelenk und/oder dessen Lagerschale z.B. bereits vor dem Einpressschritt in einem vorgelagerten Temperschritt getempert. Insbesondere wird dann im Temperschritt das Gelenk, vorzugsweise nach dem Einpressschritt, erneut getempert. Gemäß einer zweiten Alternative wird das Gelenk und/oder dessen Lagerschale vor dem Einpressschritt z.B. nicht getempert.
Die Reibungseigenschaften beziehen sich insbesondere auf die zwischen dem Lagerbereich des Gelenkinnenteils und der Lagerschale auftretende Reibung, welche vorzugsweise eine Gleitreibung und/oder eine Haftreibung ist und/oder umfasst.
Der Einpressschritt folgt bevorzugt dem Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt nach. Ferner folgt der Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt vorzugsweise dem Einpressschritt nach. Insbesondere folgt der Temperschritt dem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt nach oder der Temperschritt erfolgt z.B. gleichzeitig mit dem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt.
Dem Gelenk und/oder dem Gelenkgehäuse ist bevorzugt eine axiale Richtung zugeordnet. Vorteilhaft ist dem Gelenk und/oder dem Gelenkgehäuse eine Längsachse zugeordnet, die sich vorzugsweise in die oder eine axiale Richtung erstreckt. Eine oder jedwede quer zur axialen Richtung und/oder zur Längsachse verlaufende Richtung wird insbesondere als radiale Richtung bezeichnet.
Bevorzugt erstreckt sich das Gelenkgehäuse in axialer Richtung und/oder in Richtung der Längsachse. Vorzugsweise ist das Gelenkgehäuse und/oder die Innenumfangsfläche des Gelenkgehäuses und/oder die Außenumfangsfläche des Gelenkgehäuses zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Bevorzugt ist das Gelenkgehäuse bezüglich der Längsachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Vorteilhaft wird das Gelenkgehäuse im Einpressschritt in axialer Richtung und/oder in Richtung der Längsachse in die Gelenkaufnahme eingepresst.
Gemäß einer Ausgestaltung besteht das Gelenkaufnahmebauteil, insbesondere zumindest im Bereich der Gelenkaufnahme, aus einem elektrisch leitfähigen Material. Bevorzugt besteht das Gelenkaufnahmebauteil, insbesondere zumindest im Bereich der Gelenkaufnahme, aus Metall. Vorzugsweise besteht das Gelenkaufnahmebauteil, insbesondere zumindest im Bereich der Gelenkaufnahme, aus Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff wie z.B. Stahl.
Die Gelenkaufnahme ist oder wird bevorzugt durch eine in dem Gelenkaufnahmebauteil vorgesehene Ausnehmung gebildet, die insbesondere eine durchgehende Ausnehmung ist. Vorteilhaft erstreckt sich die Ausnehmung in axialer Richtung und/oder in Richtung der Längsachse. Vorzugsweise ist die Gelenkaufnahme und/oder die Ausnehmung zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Bevorzugt ist die Gelenkaufnahme und/oder die Ausnehmung bezüglich der Längsachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Beispielsweise ist oder wird die Gelenkaufnahme durch ein in dem Gelenkaufnahmebauteil vorgesehenes Lagerauge gebildet.
Es ist möglich, im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt das gesamte Gelenkaufnahmebauteil zu erwärmen. Dies ist allerdings mit einer nicht unerheblichen Zeitdauer verbunden. Bevorzugt erfolgt das Erwärmen des Gelenkaufnahmebauteils im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt lediglich im Bereich der Gelenkaufnahme und somit lokal. Das Erwärmen des Gelenkaufnahmebauteils im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt kann z.B. in einem Ofen oder mittels eines Lasers erfolgen. Das Erwärmen in einem Ofen ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass in der Regel das Gelenkaufnahmebauteil vorübergehend der Fertigungslinie entzogen werden muss. Ferner dauert das Erwärmen in einem Ofen relativ lange, da das gesamte Gelenkaufnahmebauteil erwärmt wird. Mit einem Laser kann hingegen das Gelenkaufnahmebauteil lediglich im Bereich der Gelenkaufnahme und somit lokal erwärmt werden, was gegenüber dem Erwärmen in einem Ofen schneller ist. Ein Laser geeigneter Leitung ist jedoch teuer. Auch sind am Arbeitsplatz entsprechende Schutzmaßnahmen zu treffen.
Bevorzugt erfolgt das Erwärmen des Gelenkaufnahmebauteils im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt induktiv. Induktives Erwärmen ist relativ kostengünstig realisierbar. Ferner ist induktives Erwärmen ein vergleichsweise rasches Erwärmungsverfahren. Insbesondere erfolgt das induktive Erwärmen im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt mittels eines Induktors. Bevorzugt wird der Induktor dazu, insbesondere vorübergehend, in die Gelenkaufnahme eingebracht. Vorteilhaft erfolgt das induktive Erwärmen im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt im Mittelfrequenzbereich und/oder in einem Frequenzbereich von oder von ca. 10 kHz bis 100 kHz. Alternativ kann das induktive Erwärmen im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt auch im Hochfrequenzbereich erfolgen. Im Mittelfrequenzbereich ist in der Regel jedoch die Eindringtiefe des von dem Induktor hervorgerufenen Magnetfelds in das Gelenkaufnahmebauteil größer. Bevorzugt wird durch das induktive Erwärmen das Gelenkaufnahmebauteil lediglich im Bereich der Gelenkaufnahme und somit lokal erwärmt.
Gemäß einer Weiterbildung steht das Gelenkgehäuse mit der Lagerschale in wärmeleitendem Kontakt. Bevorzugt steht das Gelenkgehäuse mit der Lagerschale in direktem Kontakt. Insbesondere wird von dem erwärmten Gelenkgehäuse Wärme an die Lagerschale abgegeben. Vorteilhaft wird das Gelenkgehäuse durch das Einpressen im Einpressschritt in wärmeleitenden Kontakt mit dem, insbesondere erwärmten, Gelenkaufnahmebauteil gebracht. Bevorzugt wird das Gelenkgehäuse durch das Einpressen im Einpressschritt in direkten Kontakt mit dem, insbesondere erwärmten, Gelenkaufnahmebauteil gebracht. Insbesondere wird von dem erwärmten Gelenkaufnahmebauteil Wärme an das Gelenkgehäuse abgegeben.
Gemäß einer Ausgestaltung besteht das Gelenkgehäuse aus einem wärmeleitfähigen Material. Bevorzugt besteht das Gelenkgehäuse aus Metall. Vorzugsweise besteht das Gelenkgehäuse aus Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff wie z.B. Stahl. Insbesondere wird von dem erwärmten Gelenkaufnahmebauteil Wärme durch das Gelenkgehäuse hindurch an die Lagerschale abgegeben.
Die Lagerschale besteht bevorzugt aus Kunststoff. Insbesondere besteht die Lagerschale aus einem thermoplastischen Kunststoff. Beispielsweise besteht die Lagerschale aus Polyoxymethylen (POM). Im Temperschritt wird die Lagerschale vorzugsweise derart erwärmt, dass sich die Lagerschale, insbesondere beim Tempern, verformen und/oder plastisch verformen kann. Insbesondere ist die Lagerschale bezüglich der Längsachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.
Bevorzugt steht die Lagerschale, insbesondere vor dem Temperschritt und/oder während des Temperschritts, unter Vorspannung und/oder unter Druck. Die Vorspannung ist vorzugsweise eine Druckspannung. Vorteilhaft verformt sich die Lagerschale während des Temperns. Vorzugsweise passt sich die Lagerschale dadurch und/oder durch das Tempern an die Außenfläche des Lagerbereichs an. Bevorzugt werden durch das Tempern innere Spannungen in der Lagerschale abgebaut.
Gemäß einer Weiterbildung wird in einem Kühlschritt die erwärmte Lagerschale abgekühlt. Das Abkühlen der Lagerschale erfolgt z.B. passiv oder aktiv, beispielsweise mittels einer Kühlvorrichtung. Mittels der Kühlvorrichtung wird vorzugsweise das Gelenk und/oder das Gelenkbauteil, insbesondere im Bereich des Gelenks, gekühlt. Die Kühlvorrichtung erzeugt beispielsweise einen Kühlluftstrom, z.B. mittels wenigstens eines Ventilators. Bevorzugt wird das Gelenk und/oder das Gelenkbauteil, insbesondere im Bereich des Gelenks, dem Kühlluftstrom ausgesetzt. Alternativ wird z.B. das Gelenk und/oder das Gelenkbauteil lediglich bei Raumtemperatur ruhen gelassen, was insbesondere einer passiven Kühlung entspricht. Der Kühlschritt folgt vorzugsweise dem Temperschritt nach.
Gemäß einer Ausgestaltung wird in einem Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt das Gelenkinnenteil erwärmt. Bevorzugt wird in dem Temperschritt oder in einem diesem nachfolgenden Temperschritt die Lagerschale durch das erwärmte Gelenkinnenteil zusätzlich oder erneut erwärmt und dadurch getempert oder erneut getempert. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn festgestellt wird, dass der Wärmeeintrag in die Lagerschale aus dem Gelenkgehäuse allein nicht ausreicht, um durch den Temperschritt die gewünschten Reibungseigenschaften zu erzielen. Bevorzugt folgt der Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt dem Einpressschritt und/oder dem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt und/oder dem Temperschritt nach. Der Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt kann aber auch gleichzeitig mit dem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt erfolgen. Vorteilhaft folgt der nachfolgende Temperschritt dem Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt und/oder dem Temperschritt nach. Der nachfolgende Temperschritt kann aber auch gleichzeitig mit dem Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt erfolgen. Der Kühlschritt folgt vorzugsweise dem nachfolgenden Temperschritt nach.
Bevorzugt steht das Gelenkinnenteil, insbesondere mit seinem Lagerbereich, mit der Lagerschale in wärmeleitendem Kontakt. Vorteilhaft steht das Gelenkinnenteil, insbesondere mit seinem Lagerbereich, mit der Lagerschale in direktem Kontakt. Vorzugsweise wird von dem erwärmten Gelenkinnenteil Wärme an die Lagerschale abgegeben.
Gemäß einer Weiterbildung besteht das Gelenkinnenteil aus einem elektrisch leitfähigen Material. Bevorzugt besteht das Gelenkinnenteil aus Metall. Vorzugsweise besteht das Gelenkinnenteil aus Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff wie z.B. Stahl. Dem Gelenkinnenteil ist insbesondere eine Gelenkinnenteilachse zugeordnet. Vorteilhaft ist das Gelenkinnenteil bezüglich der Gelenkinnenteilachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.
Bevorzugt erfolgt das Erwärmen des Gelenkinnenteils im Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt induktiv. Insbesondere erfolgt das induktive Erwärmen im Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt mittels eines Gelenkinnenteil-Induktors. Vorteilhaft erfolgt das induktive Erwärmen im Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt im Mittelfrequenzbereich und/oder in einem Frequenzbereich von oder von ca. 10 kHz bis 100 kHz. Alternativ kann das induktive Erwärmen im Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt auch im Hochfrequenzbereich erfolgen.
Gemäß einer Ausgestaltung ist das Gelenkinnenteil durch eine Hülse mit einer Gelenkinnenteil-Ausnehmung gebildet, die insbesondere durchgehend ist. Bevorzugt wird der Gelenkinnenteil-Induktor zum induktiven Erwärmen im Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt, insbesondere vorübergehend, in die Gelenkinnenteil-Ausnehmung eingebracht. Alternativ wird z.B. der Gelenkinnenteil-Induktor zum induktiven Erwärmen im Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt, insbesondere vorübergehend, über das Gelenkinnenteil geführt.
Gemäß einer Weiterbildung sitzt das Gelenkinnenteil mit seinem Lagerbereich gleitfähig in der Lagerschale. Vorzugsweise erstreckt sich das Gelenkinnenteil, insbesondere in axialer Richtung und/oder in Richtung der Längsachse, einseitig oder zumindest einseitig oder beidseitig aus dem Gelenkgehäuse heraus. Bevorzugt ist der Lagerbereich kugelförmig ausgebildet. Vorteilhaft bildet das Gelenk ein Kugelgelenk oder Kugelhülsengelenk. Bevorzugt bildet das Gelenkinnenteil somit einen Kugelzapfen oder eine Kugelhülse. Vorzugsweise bildet die Lagerschale eine Kugelschale. Insbesondere ist das Gelenkinnenteil mit seinem Lagerbereich unter Zwischenschaltung der Lagerschale drehbar und/oder schwenkbar und/oder auslenkbar in dem Gelenkgehäuse gelagert.
Gemäß einer Ausgestaltung ist das Gelenkbauteil und/oder das Gelenkaufnahmebauteil ein Fahrzeugbauteil. Insbesondere ist das Gelenkbauteil und/oder das Gelenkaufnahmebauteil ein Strukturbauteil und/oder Fahrwerkbauteil eines Fahrzeugs. Vorzugsweise ist das Gelenkbauteil und/oder das Gelenkaufnahmebauteil ein Fahrwerklenker oder ein Radträger des oder eines Fahrzeugs. Bevorzugt wird das Gelenkbauteil in das oder ein Fahrzeug und/oder in das oder ein Fahrwerk des oder eines Fahrzeugs eingebaut. Vorzugsweise wird, insbesondere nach dem Temperschritt und/oder nach dem nachfolgenden Temperschritt und/oder nach dem Kühlschritt das Gelenkinnenteil mit einem ersten Fahrzeugteil oder Fahrwerkteil des oder eines Fahrzeugs verbunden und/oder das Gelenkaufnahmebauteil mit einem zweiten Fahrzeugteil oder Fahrwerkteil des Fahrzeugs verbunden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Gelenks,
2 einen Längsschnitt durch das Gelenk entlang der aus 1 ersichtlichen Schnittlinie A-A,
3 eine Seitenansicht eines Gelenkaufnahmebauteils mit einer Gelenkaufnahme für das Gelenk,
4 eine schematische Teildarstellung des Gelenkaufnahmebauteils, wobei ein Induktor in die Gelenkaufnahme eingebracht ist,
5 eine Seitenansicht eines Gelenkbauteils, welches das Gelenkaufnahmebauteil und das Gelenk umfasst, welches in die Gelenkaufnahme eingesetzt ist, und
6 einen Längsschnitt durch das in die Gelenkaufnahme eingesetzten Gelenks, wobei ein Induktor in ein Gelenkinnenteil des Gelenks eingebracht ist.

Aus den 1 und 2 sind unterschiedliche Ansichten eines Gelenks 1 in Form eines Kugelhülsengelenks ersichtlich, wobei 1 eine Seitenansicht des Gelenks 1 und 2 einen Längsschnitt durch das Gelenk 1 entlang der aus 1 ersichtlichen Schnittlinie A-A zeigt. Das Gelenk 1 umfasst ein Gelenkgehäuse 2 und ein Gelenkinnenteil 3 in Form einer Kugelhülse mit einem kugelförmigen Lagerbereich 4, wobei das Gelenkinnenteil 3 mit seinem Lagerbereich 4 unter Zwischenschaltung einer Lagerschale 5 aus Kunststoff beweglich in dem Gelenkgehäuse 2 gelagert ist. Das Gelenkinnenteil 3 besteht aus Metall und sitzt mit seinem Lagerbereich 4 gleitfähig in der Lagerschale 5, die hier als Kugelschale ausgebildet ist. Ferner besteht das Gelenkgehäuse 2 aus Metall.
Dem Gelenk 1 und/oder dem Gelenkgehäuse 2 ist eine sich in einer axialen Richtung x erstreckende Längsachse 6 zugeordnet, bezüglich welcher das Gelenkgehäuse 2 rotationssymmetrisch ist. Ferner ist die Lagerschale 5 bezüglich der Längsachse 6 rotationssymmetrisch. Insbesondere bildet die Längsachse 6 die Schnittlinie A-A. Dem Gelenkinnenteil 3 ist eine Gelenkinnenteilachse 7 zugeordnet, bezüglich welcher das Gelenkinnenteil 3 rotationssymmetrisch ist. Das Gelenkinnenteil 3 ist um die Gelenkinnenteilachse 7 relativ zu der Lagerschale 5 und/oder relativ zu dem Gelenkgehäuse 2 drehbar. Ferner ist dem kugelförmigen Lagerbereich 4 ein Mittelpunkt M zugeordnet. Das Gelenkinnenteil 3 ist um den Mittelpunkt M relativ zu der Lagerschale 5 und/oder relativ zu dem Gelenkgehäuse 2 auslenkbar. In dem in 2 dargestellten, nicht ausgelenkten Zustand des Gelenks 1 fällt die Gelenkinnenteilachse 7 allerdings mit der Längsachse 6 zusammen. Die Lagerschale 5 sitzt insbesondere fest und/oder unbeweglich in dem Gelenkgehäuse 2.
Das Gelenkinnenteil 3 erstreckt sich in axialer Richtung x beidseitig aus dem Gelenkgehäuse 2 heraus. Ferner steht die Lagerschale 5 unter Vorspannung und ist mittels eines Verschlussrings 8 in dem Gelenkgehäuse 2 gesichert. Der Verschlussring 8 wird insbesondere dem Gehäuse 2 zugerechnet.
In 1 sind ferner zwei Dichtungsbälge 9 und 10 gezeigt, die in 2 weggelassen sind. Dabei erstreckt sich der Dichtungsbalg 9 von dem Gelenkgehäuse 2 bis zu dem Gelenkinnenteil 3, und der Dichtungsbalg 10 erstreckt sich von dem Verschlussring 8 bis zu dem Gelenkinnenteil 3. Die Dichtungsbälge 9 und 10 sind an unterschiedlichen Enden des Gelenkinnenteils 3 und/oder an unterschiedlichen axialen Enden des Gelenkgehäuses 2 vorgesehen.
Aus 3 ist eine Seitenansicht eines Gelenkaufnahmebauteils 11 mit einer Gelenkaufnahme 12 in Form einer zylindrischen Ausnehmung für das Gelenk 1 ersichtlich, wobei das Gelenkaufnahmebauteil 11 aus Metall besteht. Ferner weist das Gelenkaufnahmebauteil 11 zwei zusätzliche Gelenkaufnahmen 13 und 14 auf.
Aus 5 ist eine Seitenansicht eines Gelenkbauteils 19 ersichtlich, welches das Gelenkaufnahmebauteil 11 und das Gelenk 1 umfasst, welches in die Gelenkaufnahme 12 eingesetzt ist. Das Gelenkbauteil 19 bildet hier einen Fahrwerklenker, insbesondere einen Hinterachslenker. Nachfolgend wird ein Verfahren zur Montage des Gelenkbauteils 19 gemäß einer Ausführungsform beschrieben.
4 zeigt eine Teildarstellung des Gelenkaufnahmebauteils 11, wobei in die Gelenkaufnahme 12 ein schematisch dargestellter Induktor 15 eingebracht worden ist, der an einen elektrischen Frequenzgenerator 16 angeschlossen ist. Mittels des Induktors 15 werden Wirbelströme in dem Gelenkaufnahmebauteil 11 im Bereich der Gelenkaufnahme 12 erzeugt, die das Gelenkaufnahmebauteil 11 im Bereich der Gelenkaufnahme 12 erwärmen. Anschließend wird der Induktor 15 aus der Gelenkaufnahme 12 entfernt, wonach das Gelenk 1 mit seinem Gelenkgehäuse 2, insbesondere in axialer Richtung x, in die Gelenkaufnahme 12 eingepresst wird. Das im Bereich der Gelenkaufnahme 12 erwärmte Gelenkaufnahmebauteil 11 erwärmt das Gelenkgehäuse 2, welches dann die Lagerschale 5 erwärmt. Die Lagerschale 5 wird hierdurch getempert und schmiegt sich an die Außenfläche des Lagerbereichs 4 an, wobei zusätzlich innere Spannungen in der Lagerschale 5 abgebaut werden. Anschließend kühlt das Gelenk 1 und/oder das Gelenkaufnahmebauteil 11 und/oder die Lagerschale 5 ab. Ferner werden ein Kugelgelenk 17 in die Gelenkaufnahme 13 sowie ein lediglich schematisch angedeutetes Gummilager 18 in die Gelenkaufnahme 14 eingebracht. Hierdurch wird das aus 5 ersichtliche Gelenkbauteil 19 gebildet.
Sollten die Reibungseigenschaften des Gelenks 1, d.h. die Reibung zwischen dem Lagerbereich 4 und der Lagerschale 5, nach dem Tempern der Lagerschale 5 nicht ein gewünschtes Maß erreichen, wird nach dem Tempern in eine in dem Gelenkinnenteil 3 vorgesehene Ausnehmung 20 ein Induktor 21 eingebracht, der auch als Gelenkinnenteil-Induktor bezeichnet und an einen elektrischen Frequenzgenerator 22 angeschlossen wird. Dies erfolgt insbesondere vor dem Abkühlen des Gelenks 1 und/oder des Gelenkaufnahmebauteils 11 und/oder der Lagerschale 5. Bei dem elektrischen Frequenzgenerator 22 kann es sich um den elektrischen Frequenzgenerator 16 oder um einen separaten elektrischen Frequenzgenerator handeln.
Mittels des Induktors 21 werden Wirbelströme in der Kugelhülse 3 im Bereich des Lagerbereichs 4 erzeugt, welche das Gelenkinnenteil 3 im Bereich des Lagerbereichs 4 erwärmen. Der erwärmte Lagerbereich 4 steht im wärmeleitenden Kontakt mit der Lagerschale 5 und erwärmt dann die Lagerschale 5, die dadurch nachträglich getempert wird. Auch hierbei schmiegt sich die Lagerschale 5 an die Außenfläche des Lagerbereichs 4 an, wobei zusätzlich innere Spannungen in der Lagerschale 5 abgebaut werden. Nach dem nachträglichen Tempern kühlt das Gelenk 1 und/oder das Gelenkaufnahmebauteil 11 und/oder die Lagerschale 5 ab. Ferner wird der Induktor 21 aus der Kugelhülse 12 entfernt.
Bezugszeichenliste

1: Gelenk / Kugelhülsengelenk
2: Gelenkgehäuse
3: Gelenkinnenteil / Kugelhülse
4: Lagerbereich des Gelenkinnenteils
5: Lagerschale
6: Längsachse
7: Gelenkinnenteilachse
8: Verschlussring
9: Dichtungsbalg
10: Dichtungsbalg
11: Gelenkaufnahmebauteil
12: Gelenkaufnahme des Gelenkaufnahmebauteils
13: zusätzliche Gelenkaufnahme des Gelenkaufnahmebauteils
14: zusätzliche Gelenkaufnahme des Gelenkaufnahmebauteils
15: Induktor
16: elektrischer Frequenzgenerator
17: Kugelgelenk
18: Gummilager
19: Gelenkbauteil / Fahrwerklenker
20: Ausnehmung in Gelenkinnenteil
21: Induktor
22: elektrischer Frequenzgenerator
M: Mittelpunkt des Lagerbereichs
x: axiale Richtung

Claims

Verfahren zur Montage eines Gelenkbauteils (19), welches ein eine Gelenkaufnahme (12) umfassendes Gelenkaufnahmebauteil (11) und ein ein Gelenkgehäuse (2) und ein Gelenkinnenteil (3) mit einem Lagerbereich (4) umfassendes Gelenk (1) aufweist, dessen Gelenkinnenteil (3) mit seinem Lagerbereich (4) unter Zwischenschaltung einer Lagerschale (5) beweglich in dem Gelenkgehäuse (2) gelagert ist, mittels welchem das Gelenk (1) in der Gelenkaufnahme (12) fest sitzt, wobei - in einem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt das Gelenkgehäuse (2) erwärmt wird und - in einem Temperschritt die Lagerschale (5) durch das erwärmte Gelenkgehäuse (2) erwärmt und dadurch getempert wird, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt das Gelenkaufnahmebauteil (11) zumindest im Bereich der Gelenkaufnahme (12) erwärmt wird, - in einem Einpressschritt das Gelenk (1) mit seinem Gelenkgehäuse (2) in die Gelenkaufnahme (12) des erwärmten Gelenkaufnahmebauteils (11) eingepresst wird und - in dem Gelenkgehäuse-Erwärmungsschritt das in die Gelenkaufnahme (12) eingepresste Gelenkgehäuse (2) durch das erwärmte Gelenkaufnahmebauteil (11) erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkaufnahmebauteil (11) zumindest im Bereich der Gelenkaufnahme (12) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und das Erwärmen des Gelenkaufnahmebauteils (11) im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt induktiv erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das induktive Erwärmen im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt mittels eines Induktors (15) erfolgt, der dazu vorübergehend in die Gelenkaufnahme (12) eingebracht wird, die durch eine in dem Gelenkaufnahmebauteil (11) vorgesehene Ausnehmung gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das induktive Erwärmen im Gelenkaufnahmebauteil-Erwärmungsschritt im Mittelfrequenzbereich erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkgehäuse (2) mit der Lagerschale (5) in wärmeleitendem Kontakt steht und durch das Einpressen im Einpressschritt in wärmeleitenden Kontakt mit dem erwärmten Gelenkaufnahmebauteil (11) gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkgehäuse (2) aus einem wärmeleitfähigen Material besteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (5) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (5) unter Vorspannung steht, sich während des Temperns verformt und sich dadurch an die Außenfläche des Lagerbereichs (4) anpasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt das Gelenkinnenteil (3) erwärmt und - in dem Temperschritt oder in einem diesem nachfolgenden Temperschritt die Lagerschale (5) durch das erwärmte Gelenkinnenteil (3) zusätzlich oder erneut erwärmt und dadurch getempert oder erneut getempert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkinnenteil (3) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und das Erwärmen des Gelenkinnenteils (3) im Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt induktiv erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkinnenteil (3) eine Hülse mit einer Gelenkinnenteil-Ausnehmung (20) ist, wobei das induktive Erwärmen im Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt mittels eines Gelenkinnenteil-Induktors (21) erfolgt, der dazu vorübergehend in die Gelenkinnenteil-Ausnehmung (20) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das induktive Erwärmen im Gelenkinnenteil-Erwärmungsschritt im Mittelfrequenzbereich erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkinnenteil (3) mit seinem Lagerbereich (4) gleitfähig in der Lagerschale (5) sitzt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkbauteil (19) ein Fahrwerkbauteil ist.