DE102018124493A1 - Articulated housing and method for producing an articulated housing - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gelenkgehäuse mit einem Schaftgehäuse zur Verbindung mit einem Axialzapfen, einem Kugelgehäuse mit wenigstens abschnittsweise zylindrisch ausgebildetem Querschnitt zur Aufnahme eines Kugelgelenks und einem Übergangsbereich, der Schaftgehäuse und Kugelgehäuse miteinander verbindet, wobei der Übergangsbereich wenigstens abschnittsweise eine Querschnittsausdehnung aufweist, die diejenige des Schaftgehäuses nicht unterschreitet, wobei Kugelgehäuse und Schaftgehäuse derart zueinander ausgerichtet sind, dass die Zylinderachse des Kugelgehäuses und die Längsachse des Schaftgehäuses in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel zueinander stehen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses für eine Spurstange mittels Kaltumformung, wobei ein Rohling bereitgestellt wird, wobei aus einem Bereich des Rohlings ein Schaftgehäuse zur Verbindung mit einem Axialzapfen ausgebildet wird, wobei aus einem anderen Bereich des Rohlings ein Kugelgehäuse mit wenigstens abschnittsweise zylindrischem Querschnitt zur Aufnahme eines Kugelgelenks ausgebildet wird, wobei ein Übergangsbereich derart zwischen Schaftgehäuse und Kugelgehäuse ausgebildet wird, dass die Querschnittsausdehnung des Übergangsbereichs diejenige des Schaftgehäuses wenigstens abschnittsweise nicht unterschreitet, wobei Kugelgehäuse und Schaftgehäuse derart zueinander ausgerichtet werden, dass die Zylinderachse des Kugelgehäuses und die Längsachse des Schaftgehäuses in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel zueinander stehen.The invention relates to a joint housing with a shaft housing for connection to an axial pin, a ball housing with at least partially cylindrical cross-section for receiving a ball joint and a transition region that connects the shaft housing and ball housing to one another, the transition region having at least in sections a cross-sectional dimension that that of the shaft housing not less than, the ball housing and shaft housing being aligned with one another in such a way that the cylinder axis of the ball housing and the longitudinal axis of the shaft housing are at an angle to one another which deviates from the right angle. Furthermore, the invention relates to a method for producing a joint housing for a tie rod by means of cold forming, a blank being provided, a shaft housing for connection to an axial journal being formed from one region of the blank, a ball housing with at least sections from another region of the blank cylindrical cross section for receiving a ball joint is formed, a transition region being formed between the shaft housing and the ball housing in such a way that the cross-sectional extent of the transition region does not fall below that of the shaft housing at least in sections, the ball housing and shaft housing being aligned with one another in such a way that the cylinder axis of the ball housing and the longitudinal axis of the shaft housing at an angle to each other that deviates from the right angle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenkgehäuse, mit einem Schaftgehäuse zur Verbindung mit einem Axialzapfen und einem Kugelgehäuse zur Aufnahme eines Kugelgelenks. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses mittels Kaltumformung für eine Spurstange, wobei ein Rohling bereitgestellt wird, wobei aus einem Bereich des Rohlings ein Schaftgehäuse zur Verbindung mit einem Axialzapfen und aus einem anderen Bereich des Rohlings ein Kugelgehäuse zur Aufnahme eines Kugelgelenks ausgebildet wird.The invention relates to a joint housing, with a shaft housing for connection to an axial pin and a ball housing for receiving a ball joint. In addition, the invention relates to a method for producing a joint housing by means of cold forming for a tie rod, whereby a blank is provided, a shaft housing for connection to an axial journal being formed from one area of the blank and a ball housing for receiving a ball joint being formed from another area of the blank .

Derartige Gelenkgehäuse sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 195 36 035 A1 . Ein solches Gelenkgehäuse dient dazu, den Axialzapfen einer Spurstange gelenkig mit einem Radträger eines Fahrzeuges zu verbinden. Das Schaftgehäuse dient hierbei der Aufnahme des Axialzapfens. Der Axialzapfen kann beispielsweise in eine Bohrung mit Innengewinde des Schaftgehäuses eingeschraubt werden. Das Kugelgehäuse dient der Verbindung mit dem Radträger. Hierzu stellt das Kugelgehäuse eine abschnittsweise zylindrische Aufnahme bereit, in welcher eine mit dem Radträger verbindbare Kugel beweglich gelagert werden kann. Diese Anordnung erlaubt Rotationen zwischen dem Radträger und dem Axialzapfen um alle drei Raumrichtungen.Such joint housings are well known from the prior art, for example from DE 195 36 035 A1 . Such a joint housing serves to connect the axial pin of a tie rod to a wheel carrier of a vehicle in an articulated manner. The shaft housing serves to accommodate the axial journal. The axial pin can, for example, be screwed into a bore with an internal thread in the shaft housing. The ball housing is used to connect to the wheel carrier. For this purpose, the ball housing provides a sectionally cylindrical receptacle, in which a ball that can be connected to the wheel carrier can be movably supported. This arrangement allows rotations between the wheel carrier and the axial journal around all three spatial directions.

Das Schaftgehäuse muss konstruktionsbedingt einen Mindestdurchmesser aufweisen, welcher sich in Abhängigkeit der im Schaftgehäuse vorgesehenen Bohrung mit Innengewinde zur Aufnahme des Axialzapfens ergibt. Bei bekannten Gelenkgehäusen war es bis jetzt in Kaltumformungsprozessen nur möglich, Schaftgehäuse und Kugelgehäuse derart zueinander anzuordnen, dass die Zylinderachse des Kugelgehäuses im rechten Winkel zu der Längsachse des Schaftgehäuses ausgerichtet ist. Als Zylinderachse wird im Sinne der Erfindung dabei diejenige Rotationsachse bezeichnet, die durch die Mittelpunkte der beiden gedachten Schnittkreisflächen verläuft, welche den zylindrischen Abschnitt des Kugelgehäuses beidendseitig begrenzen. Als Längsachse wird demgegenüber im Sinne der Erfindung die sich in Längsrichtung des Schaftgehäuses erstreckende Rotationsachse des Schaftgehäuses bezeichnet. Obwohl die sich im Stand der Technik bekannten Gelenkgehäuse in der Praxis bewährt haben, besteht Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Flexibilität ihrer Einsatzmöglichkeiten.Due to the design, the shaft housing must have a minimum diameter, which depends on the bore provided in the shaft housing with an internal thread for receiving the axial journal. In known joint housings, it has so far only been possible in cold forming processes to arrange the shaft housing and the ball housing in relation to one another in such a way that the cylinder axis of the ball housing is oriented at right angles to the longitudinal axis of the shaft housing. In the context of the invention, the cylinder axis is the axis of rotation that runs through the center points of the two imaginary intersectional surfaces that delimit the cylindrical section of the ball housing on both sides. In contrast, in the sense of the invention, the longitudinal axis is the axis of rotation of the shaft housing which extends in the longitudinal direction of the shaft housing. Although the articulated housings known in the prior art have proven themselves in practice, there is a need for improvement with regard to the flexibility of their possible uses.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Gelenkgehäuse und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, bei dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile behoben werden.Against this background, it is the object of the present invention to provide a generic joint housing and a method for its production, in which the disadvantages known from the prior art are eliminated.

Zur Lösung schlägt die Erfindung vorrichtungsseitig ein Gelenkgehäuse vor, mit einem Schaftgehäuse zur Verbindung mit einem Axialzapfen, einem Kugelgehäuse mit wenigstens abschnittsweise zylindrisch ausgebildetem Querschnitt zur Aufnahme eines Kugelgelenks und einem Übergangsbereich, der Schaftgehäuse und Kugelgehäuse miteinander verbindet, wobei der Übergangsbereich wenigstens abschnittsweise eine Querschnittsausdehnung aufweist, die diejenige des Schaftgehäuses nicht unterschreitet, das sich dadurch auszeichnet, dass Kugelgehäuse und Schaftgehäuse derart zueinander ausgerichtet sind, dass die Zylinderachse des Kugelgehäuses und die Längsachse des Schaftgehäuses in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel zueinander stehen.To solve this problem, the invention proposes a joint housing on the device side, with a shaft housing for connection to an axial journal, a ball housing with at least partially cylindrical cross-section for receiving a ball joint, and a transition area that connects the shaft housing and ball housing with one another, the transition region having a cross-sectional extent at least in sections , which does not fall below that of the shaft housing, which is characterized in that the ball housing and shaft housing are aligned with one another in such a way that the cylinder axis of the ball housing and the longitudinal axis of the shaft housing are at an angle to one another which deviates from the right angle.

Ferner schlägt die Erfindung zur Lösung verfahrensseitig ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses für eine Spurstange mittels Kaltumformung vor, wobei

  • - ein Rohling bereitgestellt wird,
  • - wobei aus einem Bereich des Rohlings ein Schaftgehäuse zur Verbindung mit einem Axialzapfen ausgebildet wird,
  • - wobei aus einem anderen Bereich des Rohlings ein Kugelgehäuse mit wenigstens abschnittsweise zylindrischem Querschnitt zur Aufnahme eines Kugelgelenks ausgebildet wird,
  • - wobei ein Übergangsbereich derart zwischen Schaftgehäuse und Kugelgehäuse ausgebildet wird, dass die Querschnittsausdehnung des Übergangsbereichs diejenige des Schaftgehäuses wenigstens abschnittsweise nicht unterschreitet,
das sich dadurch auszeichnet, dass Kugelgehäuse und Schaftgehäuse derart zueinander ausgerichtet werden, dass die Zylinderachse des Kugelgehäuses und die Längsachse des Schaftgehäuses in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel zueinander stehen.Furthermore, the invention proposes a method for producing a joint housing for a tie rod by means of cold forming, in terms of the method
  • a blank is provided,
  • a shaft housing for connection to an axial journal is formed from a region of the blank,
  • a ball housing with at least partially cylindrical cross section for receiving a ball joint is formed from another area of the blank,
  • a transition region is formed between the shaft housing and the ball housing in such a way that the cross-sectional dimension of the transition region does not fall below that of the shaft housing at least in sections,
which is characterized in that the ball housing and the shaft housing are aligned with one another in such a way that the cylinder axis of the ball housing and the longitudinal axis of the shaft housing are at an angle to one another which deviates from the right angle.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann das Gelenkgehäuse mit einer Vielzahl von verschiedenen Spurstangen verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, das Gelenkgehäuse durch Einstellung des Kröpfungsgrads an individuelle Spurstangengeometrien anzupassen.Due to the configuration according to the invention, the joint housing can be used with a large number of different tie rods. In particular, it is possible to adapt the joint housing to individual tie rod geometries by adjusting the degree of cranking.

Es ist dabei erfindungsgemäß vorgesehen, dass Schaftgehäuse und Kugelgehäuse derart zueinander ausgerichtet sind, dass der Winkel zwischen der Zylinderachse des Kugelgehäuses und der Längsachse des Schaftgehäuses in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel zueinander stehen. Der Winkel beträgt also > 90° oder < 90°. In dem Fall, in dem der Winkel < 90° beträgt, ist es besonders bevorzugt, dass der Winkel zwischen 65° und 89°, vorzugsweise zwischen 70° und 80°, besonders bevorzugt zwischen 73° und 76° beträgt. In dem Fall, in dem der Winkel > 90° beträgt, ist es alternativ besonders bevorzugt, dass der Winkel zwischen 91° und 115°, vorzugsweise zwischen 100° und 110°, besonders bevorzugt zwischen 104° und 107° beträgt.It is provided according to the invention that the shaft housing and ball housing are aligned with one another in such a way that the angle between the cylinder axis of the ball housing and the longitudinal axis of the shaft housing are at an angle to one another which deviates from the right angle. So the angle is> 90 ° or <90 °. In the case where the angle is <90 °, it is special preferably that the angle is between 65 ° and 89 °, preferably between 70 ° and 80 °, particularly preferably between 73 ° and 76 °. In the case where the angle is> 90 °, it is alternatively particularly preferred that the angle is between 91 ° and 115 °, preferably between 100 ° and 110 °, particularly preferably between 104 ° and 107 °.

Vorzugsweise weicht ausschließlich der Winkel zwischen der Zylinderachse des Kugelgehäuses und der Längsachse des Schaftgehäuses vom rechten Winkel ab. Dabei sind Kugelgehäuse und Schaftgehäuse insbesondere derart zueinander ausgerichtet, dass die Zylinderachse des Kugelgehäuses und die Querachse des Schaftgehäuses in einem rechten Winkel zueinander stehen. Als Querachse im Sinne der Erfindung wird diejenige Rotationsachse bezeichnet, die in Richtung der seitlichen Erstreckung des Schaftgehäuses, also im rechten Winkel zur Längsachse des Schaftgehäuses, verläuft. In diesem bevorzugten Fall verläuft die Querachse des Schaftgehäuses also im rechten Winkel sowohl zur Zylinderachse des Kugelgehäuses als auch zur Längsachse des Schaftgehäuses. Gemäß der Erfindung weist das Gelenkgehäuse einen Übergangsbereich auf, welcher Schaftgehäuse und Kugelgehäuse miteinander verbindet.Preferably, only the angle between the cylinder axis of the ball housing and the longitudinal axis of the shaft housing deviates from the right angle. The ball housing and shaft housing are in particular aligned with one another such that the cylinder axis of the ball housing and the transverse axis of the shaft housing are at right angles to one another. The transverse axis in the sense of the invention is that axis of rotation which runs in the direction of the lateral extension of the shaft housing, that is to say at right angles to the longitudinal axis of the shaft housing. In this preferred case, the transverse axis of the shaft housing thus runs at a right angle to both the cylinder axis of the ball housing and the longitudinal axis of the shaft housing. According to the invention, the joint housing has a transition region which connects the shaft housing and the ball housing to one another.

Erfindungsgemäß unterschreitet die Querschnittsausdehnung des Übergangsbereichs nicht diejenige des Schaftgehäuses. Im Sinne der Erfindung bezeichnet die Querschnittsausdehnung des Übergangsbereichs die räumliche Ausdehnung des Übergangsbereichs in wenigstens einer Raumrichtung. Insbesondere sind von der Querschnittsausdehnung die Querschnittsbreite, -länge und -dicke umfasst. Der Übergangsbereich weist also gegenüber dem Schaftgehäuse wenigstens bereichsweise einen wenigstens gleich großen Querschnitt auf. Vorzugsweise ist der Übergangsbereich ausschließlich in Richtung parallel zu der Zylinderachse des Kugelgehäuses gegenüber dem Schaftgehäuse verjüngt ausgebildet. In Richtung radial zu der Zylinderachse (Querschnittsbreite) ist der Übergangsbereich vorzugsweise unverjüngt. Bevorzugt ist der Querschnitt des Übergangsbereichs in dieser Richtung gegenüber dem Schaftgehäuse wenigstens bereichsweise verbreitert. Hierdurch wird einerseits die erfindungsgemäße Winkelung des Gelenkgehäuses verfahrenstechnisch vereinfacht. Andererseits bleibt jedoch die mechanische Stabilität in Richtung radial zur Zylinderachse des Kugelgehäuses bestehen. Eine vollständige Verjüngung des Übergangsbereichs kann im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall zu einer übermäßigen mechanischen Belastung des Übergangsbereichs führen. Materialversagen und verminderte Lebensdauer können die Folge sein.According to the invention, the cross-sectional dimension of the transition area does not fall below that of the shaft housing. In the sense of the invention, the cross-sectional extent of the transition area denotes the spatial extent of the transition area in at least one spatial direction. In particular, the cross-sectional dimension includes the cross-sectional width, length and thickness. The transition area thus has an at least partially equal cross-section compared to the shaft housing. The transition region is preferably tapered in the direction parallel to the cylinder axis of the ball housing relative to the shaft housing. The transition region is preferably not tapered in the direction radial to the cylinder axis (cross-sectional width). The cross-section of the transition region is preferably widened in this direction at least in regions with respect to the shaft housing. On the one hand, this simplifies the angulation of the joint housing according to the invention in terms of process technology. On the other hand, however, the mechanical stability in the direction radial to the cylinder axis of the ball housing remains. A complete rejuvenation of the transition area can lead to an excessive mechanical load on the transition area when used as intended. Material failure and reduced lifespan can result.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren. Hierbei wird insgesamt durch Kaltumformung als erstes, insbesondere durch Vorwärtsnapffließpressen, im Schaft des Rohlings eine axiale Vertiefung mit einem dem Durchmessers des Innengewindes übersteigenden Durchmesser und einer die axiale Länge des Gewindebereiches übersteigenden Länge hergestellt und anschließend der Gewindebereich unter gleichzeitigem Verformen der Mantelfläche zu einer Schlüsselfläche auf den Gewindekerndurchmesser reduziert wird und dass anschließend durch quer zur Achsrichtung im Bereich der Verdickung erfolgendes Anstauchen, Napfen, Lochen (und damit Abscheren des Materialaustriebes) und Kalibrieren sowohl die Außenkontur als auch die Innenkontur des Gelenkgehäuses hergestellt werden.The invention further relates to a method. Overall, an axial depression with a diameter exceeding the diameter of the internal thread and a length exceeding the axial length of the thread area is produced first by cold forming, in particular by forward cup extrusion, in the shank of the blank, and then the thread area with a simultaneous deformation of the lateral surface to a key surface the thread core diameter is reduced and that the outer contour and the inner contour of the joint housing are then produced by upsetting, cuping, punching (and thus shearing off the material output) and calibrating transversely to the axial direction in the area of thickening.

Zur Ausbildung des Kugelgehäuses ist es bevorzugt, dass der Rohling quer zur Längsachse des Schaftgehäuses in einem oder mehreren Verfahrensschritten gestaucht und anschließend genapft wird. Vorzugsweise weist der Rohling hierzu andernendseitig des Schaftes eine kugelartige Verdickung auf. Das Kugelgehäuse weist im endfertigen Zustand eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Gelenkkörpers auf. Die Ausnehmung ist vorzugsweise als Durchgangsloch oder als geschlossenes Sackloch ausgebildet. Die Ausnehmung weist dabei wenigstens abschnittsweise einen zylindrischen, insbesondere kreiszylindrischen, Querschnitt auf.To form the ball housing, it is preferred that the blank is compressed transversely to the longitudinal axis of the shaft housing in one or more process steps and then tapped. For this purpose, the blank preferably has a spherical thickening on the other side of the shaft. In the finished state, the ball housing has a recess for receiving a joint body. The recess is preferably designed as a through hole or as a closed blind hole. The recess has a cylindrical, in particular circular cylindrical, cross section at least in sections.

Mit dem erfindungsgemäßen, insgesamt ohne Erwärmung auskommenden, Verfahren wird einerseits die zeit- und kostenaufwendige Herstellung einer langen Axialbohrung und eines langen Gewindeabschnittes im Schaft des Gelenkgehäuses vermieden, da nur der reduzierte, eine kurze Länge aufweisende Gewindekernbereich mit Innengewinde versehen werden muss. Dies deshalb, weil die im ersten Verfahrensschritt durch Vorwärtsnapffließpressen hergestellte axiale Vertiefung einen größeren Durchmesser als der Kerndurchmesser hat. Hierdurch kann die sich in Richtung auf das Gelenkgehäuse an den Gewindebereich anschließende Vertiefung den bei der Befestigung des Gelenkgehäuses an einer Spurstange verwendeten Axialzapfen aufnehmen. Andererseits entfällt durch das Kalibrieren des Gelenkgehäuses die bisher erforderliche spanende Bearbeitung sowohl der Innen- als auch der Außenkontur des Gelenkgehäuses, so dass sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insgesamt ein erheblich geringerer Fertigungsaufwand ergibt, und zwar bei gleichzeitig reduzierten Kosten und verkürzter Herstellzeit.With the method according to the invention, which does not require any heating at all, the time-consuming and costly production of a long axial bore and a long threaded section in the shaft of the joint housing is avoided, since only the reduced, short-length threaded core area has to be provided with an internal thread. This is because the axial depression produced by forward cup extrusion in the first process step has a larger diameter than the core diameter. As a result, the depression which adjoins the threaded region in the direction of the joint housing can accommodate the axial journal used for fastening the joint housing to a tie rod. On the other hand, the previously required machining of both the inner and the outer contour of the joint housing is eliminated by calibrating the joint housing, so that the method according to the invention results overall in a considerably lower manufacturing outlay, at the same time with reduced costs and a shorter manufacturing time.

Im Gegensatz zu den bisher erforderlichen Schmiedevorgängen ist das erfindungsgemäße Verfahren darüber hinaus automatisierbar, so dass die Kosten für die Herstellung von mit einem angeformten Schaft versehenen Gelenkgehäusen erheblich verringert werden können. Außer dem Gewindeschneiden auf erheblich verkürzter Länge ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren lediglich noch erforderlich, bei Bedarf eine Ringnut für die Befestigung eines Dichtbalges einzudrehen oder im Bereich des späteren Gehäusedeckels einen ringförmigen Vorsprung anzudrehen, der durch Verstemmen den Gehäusedeckel hält.In contrast to the previously required forging processes, the method according to the invention can also be automated, so that the costs for the production of joint housings provided with a molded shaft can be significantly reduced. In addition to tapping to a considerably shorter length, it is only necessary in the method according to the invention to screw in an annular groove for fastening a sealing bellows, if necessary, or to screw in an annular projection in the region of the later housing cover which holds the housing cover by caulking.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses für eine Spurstange mittels Kaltumformung vor, wobei ein Rohling bereitgestellt wird, wobei aus einem Bereich des Rohlings ein Schaftgehäuse zur Verbindung mit einem Axialzapfen ausgebildet wird, wobei aus einem anderen Bereich des Rohlings ein Kugelgehäuse mit wenigstens abschnittsweise zylindrischem Querschnitt zur Aufnahme eines Kugelgelenks ausgebildet wird, wobei ein Übergangsbereich derart zwischen Schaftgehäuse und Kugelgehäuse ausgebildet wird, dass die Querschnittsausdehnung des Übergangsbereichs diejenige des Schaftgehäuses wenigstens abschnittsweise nicht unterschreitet, wobei Kugelgehäuse und Schaftgehäuse derart zueinander ausgerichtet werden, dass die Zylinderachse des Kugelgehäuses und die Längsachse des Schaftgehäuses in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel zueinander stehen..According to the invention, a method for producing a joint housing for a tie rod by means of cold forming is provided, a blank being provided, a shaft housing for connection to an axial journal being formed from one area of the blank, a ball housing with at least partially cylindrical being made from another area of the blank Cross-section for receiving a ball joint is formed, with a transition area being formed between the shaft housing and the ball housing in such a way that the cross-sectional extent of the transition area does not fall below that of the shaft housing at least in sections, the ball housing and shaft housing being aligned with one another in such a way that the cylinder axis of the ball housing and the longitudinal axis of the The shaft housing at an angle to each other that deviates from the right angle.

Es ist bevorzugt, dass das Schaftgehäuse oder das Kugelgehäuse hierzu fixiert wird und der jeweils andere Teil, vorzugsweise mittels eines Stempels, in die gewinkelte Ausrichtung gedrückt wird. Besonders bevorzugt wird das Kugelgehäuse fixiert und das Schafgehäuse mittels eines Stempels in die gewinkelte Ausrichtung gedrückt.It is preferred that the shaft housing or the ball housing is fixed for this and the other part is pressed into the angled orientation, preferably by means of a stamp. The ball housing is particularly preferably fixed and the sheep housing is pressed into the angled orientation by means of a stamp.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass Schaftgehäuse und Kugelgehäuse derart relativ zueinander ausgerichtet werden, dass der Winkel zwischen der Zylinderachse des Kugelgehäuses und der Längsachse vom rechten Winkel abweicht. Der Winkel beträgt also > 90° oder < 90°.It is provided according to the invention that the shaft housing and ball housing are aligned relative to one another in such a way that the angle between the cylinder axis of the ball housing and the longitudinal axis deviates from the right angle. So the angle is> 90 ° or <90 °.

Es ist bevorzugt, dass der Übergangsbereich in Richtung parallel zur Zylinderachse des Kugelgehäuses mit einem gegenüber dem Schaftgehäuse verjüngten Querschnitt und in Richtung radial zur Zylinderachse des Kugelgehäuses mit einem gegenüber dem Schaftgehäuse verbreiterten Querschnitt ausgebildet wird. Hierdurch wird insbesondere die mechanische Stabilität des Gelenkgehäuses in radialer Richtung erhöht..It is preferred that the transition region is formed in the direction parallel to the cylinder axis of the ball housing with a cross section tapered with respect to the shaft housing and in the direction radially to the cylinder axis of the ball housing with a cross section widened with respect to the shaft housing. This increases the mechanical stability of the joint housing in the radial direction in particular.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen verdeutlicht. Dabei zeigen

  • 1 zeigt ein Gelenkgehäuse in einem ersten Verfahrensstadium in seitlicher Schnittdarstellung;
  • 2 zeigt ein Gelenkgehäuse in einem zweiten Verfahrensstadium in seitlicher Schnittdarstellung;
  • 3 zeigt ein Gelenkgehäuse in einem dritten Verfahrensstadium in seitlicher Schnittdarstellung;
  • 4 zeigt ein Gelenkgehäuse in einem vierten Verfahrensstadium in seitlicher Schnittdarstellung;
  • 5 zeigt ein Gelenkgehäuse in einem fünften Verfahrensstadium in seitlicher Schnittdarstellung;
The invention is illustrated below using exemplary embodiments. Show
  • 1 shows a joint housing in a first process stage in a side sectional view;
  • 2nd shows a joint housing in a second process stage in a side sectional view;
  • 3rd shows a joint housing in a third process stage in a side sectional view;
  • 4th shows a joint housing in a fourth process stage in a side sectional view;
  • 5 shows a joint housing in a fifth process stage in a sectional side view;

Die 1 zeigt die Seitenansicht eines Gelenkgehäuses 1 in einem ersten Verfahrensstadium. Als Ausgangsteil dient ein nicht gezeigter Rohling, welcher durch Stauchen aus Drahtmaterial hergestellt und an einem Ende mit einer kugelartigen Verdickung V versehen ist.The 1 shows the side view of a joint housing 1 in a first stage of the procedure. A blank (not shown), which is produced from wire material by upsetting and has a spherical thickening at one end, serves as the starting part V is provided.

Durch im kalten Zustand erfolgendes Vorwärtsnapffließpressenwurde dieser Rohling in einem zunächst mit einer sich in Richtung der Längsachse A1 erstreckenden axialen Vertiefung 2 versehen. Der Durchmesser dieser axialen Vertiefung 2 übersteigt hierbei den Durchmesser des Innengewindes, das später zur Aufnahme eines Axialzapfens dient, durch den das Gelenkgehäuse über seinen angeformten Schaft insbesondere mit einer Spurstange eines Kraftfahrzeuges verbunden wird. Auch die axiale Länge der Vertiefung 2 ist größer als die Länge des später herzustellenden Innengewindes.By forward-pressing extrusion in the cold state, this blank became initially in one with in the direction of the longitudinal axis A1 extending axial recess 2nd Mistake. The diameter of this axial recess 2nd exceeds the diameter of the internal thread, which later serves to receive an axial pin, through which the joint housing is connected via its molded shaft, in particular to a tie rod of a motor vehicle. Also the axial length of the depression 2nd is greater than the length of the internal thread to be produced later.

Ferner wurde anschließend der Gewindebereich des Schaftes hergestellt, indem durch Kaltumformung das Ende des Schaftes einerseits auf seiner Mantelfläche zu einer Schlüsselfläche 3 und andererseits in diesem Bereich der Durchmesser der axialen Vertiefung 2 auf den Gewindekerndurchmesser 4 reduziert werden. Damit sind die Kaltumformungen des Rohlings im späteren Schafgehäuse 5 abgeschlossen.Furthermore, the threaded region of the shaft was subsequently produced by cold-forming the end of the shaft on the one hand on its outer surface to form a key surface 3rd and on the other hand in this area the diameter of the axial recess 2nd on the thread core diameter 4th be reduced. So that the cold forming of the blank in the later sheep housing 5 completed.

Zur Ausbildung des Kugelgehäuses 6 des Gelenkgehäuses wird nunmehr der Rohling im Bereich seiner kugelartigen Verdickung V quer zur Längsachse A1 des Schaftgehäuses 5 in einem oder mehreren Verfahrensschritten gestaucht und anschließend genapft, um die in 4 gezeigte Querschnittsform zu erhalten. Das Kugelgehäuse 6 ist vorliegend als geschlossenes Sackloch ausgebildet. Das Kugelgehäuse weist öffnungsseitig einen kreiszylindrischen Querschnitt mit einer Zylinderachse A2 auf.To form the ball housing 6 the blank is now the blank in the region of its spherical thickening V transverse to the longitudinal axis A1 of the shaft housing 5 compressed in one or more process steps and then siphoned to the in 4th to obtain the cross-sectional shape shown. The ball housing 6 is designed as a closed blind hole. On the opening side, the ball housing has a circular cylindrical cross section with a cylinder axis A2 on.

Die 2 bis 5 lassen ferner einen Übergangsbereich 7 erkennen, der in Richtung parallel zu der Zylinderachse A2 des Kugelgehäuses 6 verjüngt gegenüber der Querschnittsdicke des Schaftgehäuses 5 einerseits und gegenüber der Querschnittsdicke des Kugelgehäuses 6 andererseits ausgebildet ist. Zu erkennen ist ferner, dass sich der Übergangsbereich 7 ausgehend vom Schaftgehäuse 5 in Richtung des Kugelgehäuses 6 verjüngt. The 2nd to 5 also leave a transition area 7 recognize that in the direction parallel to the cylinder axis A2 of the ball housing 6 tapers compared to the cross-sectional thickness of the shaft housing 5 on the one hand and compared to the cross-sectional thickness of the ball housing 6 on the other hand is trained. It can also be seen that the transition area 7 starting from the shaft housing 5 towards the ball housing 6 rejuvenated.

In den Figuren nicht zu erkennen ist, dass der Übergangsbereich 7 bereichsweise eine größere Querschnittsbreite aufweist, als das Schaftgehäuse 5. Die Querschnittsbreite bezeichnet dabei die in der Bildebene liegende räumliche Ausdehnung des Übergangsbereichs 7.It cannot be seen in the figures that the transition region 7 in some areas has a larger cross-sectional width than the shaft housing 5 . The cross-sectional width denotes the spatial extent of the transition area lying in the image plane 7 .

Ersichtlicherweise sind Kugelgehäuse 6 und Schaftgehäuse 5 derart ausgerichtet, dass in den Verfahrensstadien gemäß 2 bis 4 der Winkel α zwischen der Zylinderachse A2 und der Längsachse A1 90° beträgt.Obviously, ball housings 6 and shaft housing 5 aligned in such a way that in the procedural stages according to 2nd to 4th the angle α between the cylinder axis A2 and the longitudinal axis A1 Is 90 °.

Zur Ausbildung der in 5 abgebildeten Ausrichtung zwischen Kugelgehäuse 6 und Schaftgehäuse 7 wird nun das Kugelgehäuse in einem geeigneten Werkzeug fixiert und das Schaftgehäuse 5 mit einem Pressstempel in die gewünschte Position gedrückt. Hierzu wird der Übergangsbereich um 16° quer zu seiner Längsrichtung gebogen. In dieser Position beträgt der Winkel α 74°.To train the in 5 shown alignment between ball housing 6 and shaft housing 7 the ball housing is now fixed in a suitable tool and the shaft housing 5 pressed into the desired position with a press stamp. For this purpose, the transition area is bent by 16 ° transversely to its longitudinal direction. In this position the angle is α 74 °.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann das Gelenkgehäuse mit einer Vielzahl von verschiedenen Spurstangen verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, das Gelenkgehäuse durch Einstellung des Kröpfungsgrads an individuelle Spurstangengeometrien anzupassen.Due to the configuration according to the invention, the joint housing can be used with a large number of different tie rods. In particular, it is possible to adapt the joint housing to individual tie rod geometries by adjusting the degree of cranking.

BezugszeichenlisteReference list

11
GelenkgehäuseJoint housing
22nd
Axiale VertiefungAxial depression
33rd
SchlüsselflächeKey surface
44th
GewindekerndurchmesserThread core diameter
55
SchaftgehäuseShaft housing
66
KugelgehäuseBall housing
77
Übergangsbereich Transition area
VV
Verdickungthickening
A1A1
LängsachseLongitudinal axis
A2A2
ZylinderachseCylinder axis
αα
Winkel zwischen A1 und A2 Angle between A1 and A2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19536035 A1 [0002]DE 19536035 A1 [0002]

Claims (10)

Gelenkgehäuse mit einem Schaftgehäuse (5) zur Verbindung mit einem Axialzapfen, einem Kugelgehäuse (6) mit wenigstens abschnittsweise zylindrisch ausgebildetem Querschnitt zur Aufnahme eines Kugelgelenks und einem Übergangsbereich (7), der Schaftgehäuse (5) und Kugelgehäuse (6) miteinander verbindet, wobei der Übergangsbereich (7) wenigstens abschnittsweise eine Querschnittsausdehnung aufweist, die diejenige des Schaftgehäuses (5) nicht unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass Kugelgehäuse (6) und Schaftgehäuse (5) derart zueinander ausgerichtet sind, dass die Zylinderachse (A2) des Kugelgehäuses (6) und die Längsachse (A1) des Schaftgehäuses (5) in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel (α) zueinander stehen.Articulated housing with a shaft housing (5) for connection to an axial pin, a ball housing (6) with at least sections of cylindrical cross section for receiving a ball joint and a transition area (7), which connects the shaft housing (5) and ball housing (6), the The transition region (7) has at least in sections a cross-sectional dimension that does not fall below that of the shaft housing (5), characterized in that the ball housing (6) and the shaft housing (5) are aligned with one another in such a way that the cylinder axis (A2) of the ball housing (6) and the longitudinal axis (A1) of the shaft housing (5) are at an angle (α) to one another which deviates from the right angle. Gelenkgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen 65° und 89°, vorzugsweise zwischen 70° und 80°, besonders bevorzugt zwischen 73° und 76° beträgt.Joint housing after Claim 1 , characterized in that the angle is between 65 ° and 89 °, preferably between 70 ° and 80 °, particularly preferably between 73 ° and 76 °. Gelenkgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der Winkel zwischen 91° und 115°, vorzugsweise zwischen 100° und 110°, besonders bevorzugt zwischen 104° und 107° beträgt.Joint housing after Claim 1 , characterized in that the angle is between 91 ° and 115 °, preferably between 100 ° and 110 °, particularly preferably between 104 ° and 107 °. Gelenkgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich in Richtung parallel zur Zylinderachse des Kugelgehäuses einen gegenüber dem Schaftgehäuse verjüngten Querschnitt aufweist.Joint housing according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the transition region in the direction parallel to the cylinder axis of the ball housing has a tapered cross-section relative to the shaft housing. Gelenkgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich in Richtung radial zur Zylinderachse des Kugelgehäuses einen gegenüber dem Schaftgehäuse verbreiterten Querschnitt aufweist.Joint housing according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the transition region in the direction radially to the cylinder axis of the ball housing has a widened cross section compared to the shaft housing. Gelenkgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich einstückig mit Kugelgehäuse und Schaftgehäuse ausgebildet ist.Joint housing according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the transition region is integrally formed with a ball housing and shaft housing. Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses für eine Spurstange mittels Kaltumformung, wobei - ein Rohling bereitgestellt wird, - wobei aus einem Bereich des Rohlings ein Schaftgehäuse (5) zur Verbindung mit einem Axialzapfen ausgebildet wird, - wobei aus einem anderen Bereich des Rohlings ein Kugelgehäuse (6) mit wenigstens abschnittsweise zylindrischem Querschnitt zur Aufnahme eines Kugelgelenks ausgebildet wird, - wobei ein Übergangsbereich (7) derart zwischen Schaftgehäuse (5) und Kugelgehäuse (6) ausgebildet wird, dass die Querschnittsausdehnung des Übergangsbereichs (7) diejenige des Schaftgehäuses (5) wenigstens abschnittsweise nicht unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass Kugelgehäuse (6) und Schaftgehäuse (5) derart zueinander ausgerichtet werden, dass die Zylinderachse (A2) des Kugelgehäuses (6) und die Längsachse (A2) des Schaftgehäuses (5) in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel (α) zueinander stehen.Method for producing a joint housing for a tie rod by means of cold forming, whereby - a blank is provided, - a shaft housing (5) for connection to an axial pin is formed from one area of the blank, - a ball housing (6 ) with at least sectionally cylindrical cross section for receiving a ball joint, - a transition region (7) being formed between the shaft housing (5) and the ball housing (6) in such a way that the cross-sectional dimension of the transition region (7) is at least in sections that of the shaft housing (5) not less, characterized in that the ball housing (6) and shaft housing (5) are aligned with one another in such a way that the cylinder axis (A2) of the ball housing (6) and the longitudinal axis (A2) of the shaft housing (5) are at an angle deviating from the right angle (α) stand to each other. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaftgehäuse oder das Kugelgehäuse fixiert wird und der jeweils andere Teil, vorzugsweise mittels eines Stempels, in die gewinkelte Ausrichtung gedrückt wird.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the shaft housing or the ball housing is fixed and the other part, preferably by means of a stamp, is pressed into the angled orientation. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Schaftgehäuse und Kugelgehäuse derart relativ zueinander ausgerichtet werden, dass der Winkel zwischen 65° und 89°, vorzugsweise zwischen 70° und 80°, besonders bevorzugt zwischen 73° und 76° oder zwischen 91° und 115°, vorzugsweise zwischen 100° und 110°, besonders bevorzugt zwischen 104° und 107° beträgt.Procedure according to one of the Claims 7 or 8th , characterized in that the shaft housing and ball housing are aligned relative to one another in such a way that the angle is between 65 ° and 89 °, preferably between 70 ° and 80 °, particularly preferably between 73 ° and 76 ° or between 91 ° and 115 °, preferably between 100 ° and 110 °, particularly preferably between 104 ° and 107 °. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass der Übergangsbereich in Richtung parallel zur Zylinderachse des Kugelgehäuses mit einem gegenüber dem Schaftgehäuse verjüngten Querschnitt und in Richtung radial zur Zylinderachse des Kugelgehäuses mit einem gegenüber dem Schaftgehäuse verbreiterten Querschnitt ausgebildet wird.Procedure according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the transition region is formed in the direction parallel to the cylinder axis of the ball housing with a cross section tapered with respect to the shaft housing and in the direction radially to the cylinder axis of the ball housing with a cross section widened with respect to the shaft housing.
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US20210381539A1 (en) * 2020-06-09 2021-12-09 Stabilus Gmbh Length-adjustable assembly comprising a connecting element, method of manufacturing the assembly

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