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Die Erfindung betrifft eine Lagerschale für ein Kugelgelenk und mit einem Innenraum zum beweglichen Aufnehmen einer Gelenkkugel, wobei der Innenraum eine kugelabschnittsartige Innenfläche hat, mit einer koaxial zu einer Mittellängsachse der Lagerschale ausgebildeten Lagerschalenöffnung, mit einer von der Lagerschalenöffnung abgewandt und koaxial zu der Mittellängsachse ausgebildeten kreisscheibenartigen oder ringscheibenartigen Bodenfläche, wobei ein radial zur Mittellängsachse äußeres Ende der Bodenfläche unmittelbar in eine Kegelstumpffläche übergeht, und ein Außenradius der Kegelstumpffläche ausgehend von der Bodenfläche in Richtung der Lagerschalenöffnung zunimmt, und ein axial von der Bodenfläche abgewandtes Ende der Kegelstumpffläche in eine koaxial zu der Mittellängsachse ausgebildete Zylinderfläche übergeht. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kugelgelenk mit einer solchen Lagerschale, wobei die Lagerschale in einem Gelenkgehäuse angeordnet ist und die Bodenfläche und die Zylinderfläche vollflächig an einer formkorrespondierend ausgebildeten Innenfläche des Gelenkgehäuses anliegen.
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Aus der
DE 10 2019 208 143 A1 ist eine Lagerschale mit einer von der Lagerschalenöffnung abgewandt und koaxial zu der Mittellängsachse ausgebildeten kreisscheibenartigen oder ringscheibenartigen Bodenfläche bekannt. Vorzugsweise findet diese Lagerschale in einem als Traggelenk ausgebildeten Kugelgelenk Verwendung.
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Insbesondere zur Verwendung in einem Traggelenk ist eine Ausbildung der Lagerschale und/oder des Kugelgelenks gefordert, die bezogen zur Mittellängsachse möglichst hohe axiale und/oder radiale Steifigkeiten aufweist. Des Weiteren ist eine möglichst einfache und/oder kostengünstige Herstellung und/oder Konstruktion der Lagerschale und/oder des Kugelgelenks erwünscht.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Lagerschale und/oder ein Kugelgelenk der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, so dass die Steifigkeiten verbessert und/oder ein kostengünstigere Herstellung realisierbar ist. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einer Lagerschale nach Anspruch 1 und mittels eines Kugelgelenks nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Lagerschale ist für ein Kugelgelenk, insbesondere zum Ausbilden und/oder Herstellen eines Kugelgelenks, ausgebildet. Die Lagerschale hat einen Innenraum. Dieser Innenraum ist zum beweglichen Aufnehmen einer Gelenkkugel ausgebildet. Hierbei hat der Innenraum eine kugelabschnittsartige Innenfläche. Insbesondere ist die kugelabschnittsförmige Innenfläche, vorzugsweise im montierten Zustand der Lagerschale in einem Gelenkgehäuse, korrespondierend zum Außenumfang und/oder dem Radius der Gelenkkugel ausgebildet. Die Gelenkkugel kann formschlüssig und gelenkbeweglich in dem Innenraum der Lagerschale aufgenommen bzw. gelagert werden bzw. sein.
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Des Weiteren weist die Lagerschale eine koaxial zu einer Mittellängsachse der Lagerschale ausgebildete Lagerschalenöffnung auf. Vorzugsweise ist die Lagerschalenöffnung mittels eines ringartigen Randes begrenzt. Der Rand kann zugleich eine Stirnfläche der Lagerschale bilden oder aufweisen. Insbesondere ist ein Durchmesser der Lagerschalenöffnung mittels eines Innendurchmessers des ringartigen Randes und/oder der Stirnfläche bestimmt oder definiert.
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Die Lagerschale hat eine von der Lagerschalenöffnung abgewandt und koaxial zu der Mittellängsachse ausgebildete kreisscheibenartigen oder ringscheibenartigen Bodenfläche. Insbesondere ist die Bodenfläche der Lagerschale zum Anlegen an einem Gehäuseboden ausgebildet. Insbesondere ist der Gehäuseboden ein Bestandteil eines zu der Lagerschale separaten bzw. separat ausgebildeten Gelenkgehäuses und/oder Gehäusedeckels. Vorzugsweise ist die Bodenfläche mittig und/oder koaxial zu der Mittellängsachse der Lagerschale angeordnet oder ausgebildet.
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Erfindungsgemäß geht ein radial zur Mittellängsachse äußeres Ende der Bodenfläche unmittelbar in eine Kegelstumpffläche über. Hierbei nimmt ein Außenradius der Kegelstumpffläche ausgehend von der Bodenfläche in, insbesondere zur Mittellängsachse axialer, Richtung der Lagerschalenöffnung zu. Des Weiteren geht ein axial von der Bodenfläche abgewandtes Ende der Kegelstumpffläche in eine koaxial zu der Mittellängsachse ausgebildete Zylinderfläche über.
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Hierbei ist von Vorteil, dass mittels der Bodenfläche und der Kegelstumpffläche hohe axiale Kräfte übertragen werden können. Hierdurch ist zugleich eine hohe axiale Steifigkeit der Lagerschale realisierbar. Die Bodenfläche und die Kegelstumpffläche gehen unmittelbar ineinander über. Dadurch ist zugleich eine einfache und kostengünstig herstellbare Konstruktion realisiert. Die Kegelstumpffläche und die Zylinderfläche können darüber hinaus hohe radiale Kräfte übertragen. Somit ist auch eine hohe radiale Steifigkeit der Lagerschale realisierbar.
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Vorzugsweise ist die Bodenfläche, die Kegelstumpffläche und/oder die Zylinderfläche massiv und/oder aus einem Vollmaterial gebildet. Insbesondere ist die gesamte Lagerschale massiv und/oder aus einem Vollmaterial gebildet. Bei dem Vollmaterial kann es sich um einen Kunststoff handeln. Vorzugsweise ist die Lageschale schlitzfrei ausgebildet. Hierdurch ist die Ausbildung einer hohen Steifigkeit der Lagerschale begünstigt.
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Vorzugsweise weist die Lagerschale und/oder das Kugelgelenk eine Gelenkachse und/oder die Mittellängsachse auf, um die Gelenkkugel und/oder ein Gelenkinnenteil bewegbar ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Gelenkachse und/oder die Mittellängsachse in axialer Richtung der Lagerschale, des Kugelgelenks und/oder des Gelenkinnenteils. Die Gelenkachse und die Mittellängsachse können zusammenfallen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Gelenkachse um die Mittellängsachse. Insbesondere ist die Lagerschale und/oder das Kugelgelenk bezüglich der Gelenkachse und/oder der Mittellängsachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Gelenkachse und/oder die Mittellängsachse kann durch einen Mittelpunkt der Gelenkkugel und/oder des Innenraums der Lagerschale verlaufen.
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Ausdruck „radial“ eine oder jedwede Richtung kennzeichnen, die rechtwinklig zur axialen Richtung der Lagerschale, des Kugelgelenks, der Gelenkachse und/oder der Mittellängsachse verläuft. Der Ausdruck „axial“ kann eine oder jedwede Richtung kennzeichnen, die parallel zur axialen Richtung der Lagerschale, des Kugelgelenks und/oder der Mittellängsachse verläuft.
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Die Gelenkkugel und/oder das Gelenkinnenteil kann drehbar und/oder kippbar in der Lagerschale gelagert sein. Insbesondere ist unter einem gelenkbeweglichen Aufnehmen und/oder einer gelenkigen Lagerung der Gelenkkugel in der Lagerschale eine Schwenkbeweglichkeit, Kippbeweglichkeit und/oder Drehbeweglichkeit zu verstehen. Vorzugsweise bezeichnet eine gelenkbewegliche Aufnahme und/oder eine gelenkige Verbindung zweier Komponenten eine Verbindung der beiden Komponenten mittels eines Gelenks derart, dass die beiden Komponenten um mindestens eine Drehachse relativ zueinander verdreht werden können. Es sind also gelenkige Verbindungen um genau eine Drehachse, um genau zwei Drehachsen oder um genau drei Drehachsen möglich. Insbesondere lässt eine gelenkige Verbindung keine translatorische Bewegung der beiden Komponenten relativ zueinander zu.
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Vorzugsweise ist das Gelenkinnenteil als ein Kugelzapfen ausgebildet. Der Kugelzapfen weist die Gelenkkugel und einen Gelenkzapfen auf. Insbesondere erstreckt sich der Gelenkzapfen ausgehend von der Gelenkkugel durch die Lagerschalenöffnung hindurch nach außen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Zylinderfläche einen Außendurchmesser auf, der größer ist als ein Außendurchmesser des von der Bodenfläche abgewandten Endes der Kegelstumpffläche. Vorzugsweise geht die Kegelstumpffläche unmittelbar in die Zylinderfläche über. Alternativ kann die Kegelstumpffläche nicht unmittelbar bzw. mittelbar in die Zylinderfläche übergehen. Insbesondere geht das von der Bodenfläche abgewandte Ende der Kegelstumpffläche mittels einer ringscheibenartigen Stufenfläche in die Zylinderfläche über, wobei die Stufenfläche radial zur Mittellängsachse ausgerichtet ist. Somit geht die Kegelstumpffläche mittels der Stufenfläche in die Zylinderfläche über. Mit anderen Worten ermöglicht die Stufenfläche einen Ausgleich zwischen dem größten Außendurchmesser der Kegelstumpffläche am von der Bodenfläche abgewandten Ende der Kegelstumpffläche und dem Außendurchmesser der Zylinderfläche, der größer ist als der Außendurchmesser des von der Bodenfläche abgewandten Endes der Kegelstumpffläche.
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Gemäß einer Weiterbildung erstreckt sich die Zylinderfläche in axialer Richtung der Mittellängsachse bis zu einer Äquatorebene oder mindestens bis zu einer Äquatorebene der Lagerschale. Hierbei ist die Äquatorebene rechtwinklig zur Mittellängsachse ausgerichtet. Des Weiteren befindet sich die Äquatorebene in axialer Richtung der Mittellängsachse auf Höhe eines maximalen Innendurchmessers des Innenraums. Insbesondere ist die Äquatorebene keine materiell ausgebildete Fläche, sondern kennzeichnet den Bereich des Innenraums der Lagerschale mit einem maximalen Innendurchmesser, der sich rechtwinklig zur Mittellängsachse ergibt.
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Erfindungsgemäß geht die Zylinderfläche in Richtung der Lagerschalenöffnung unmittelbar und/oder versatzlos in eine Ringfläche über. Im Bereich des Übergangs von der Zylinderfläche in die Ringfläche können die Zylinderfläche und die Ringfläche den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Insbesondere ist die Ringfläche, vorzugsweise in einem nicht montierten Zustand der Lagerschale, zylinderartig oder zylinderähnlich ausgebildet. Ein von der Bodenfläche und/oder der Zylinderfläche abgewandtes Ende der Ringfläche kann unmittelbar in eine Stirnfläche übergehen, wobei die Stirnfläche quere oder rechtwinklig zur Mittellängsachse ausgerichtet ist und sich die Stirnfläche in axialer Richtung der Mittellängsachse auf Höhe der Lagerschalenöffnung befindet. Insbesondere erstreckt sich die Ringfläche ausgehend von einer Äquatorebene der Lagerschale in Richtung der Stirnfläche.
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Nach einer weiteren Ausführungsform stimmt jeweils ausgehend von der Äquatorebene der Lagerschale ein sich in axialer Richtung zur Mittellängsachse ergebendes maximales Maß der Ringfläche mit einem sich in axialer Richtung zur Mittellängsachse ergebenden maximalen Maß der Zylinderfläche überein. Vorzugsweise bestimmt das jeweilige maximale Maß eine Höhe der Ringfläche beziehungsweise der Zylinderfläche parallel zur Mittellängsachse gemessen und ausgehend von der Äquatorebene und bis zum jeweiligen von der Äquatorebene abgewandten Ende der Ringfläche beziehungsweise der Zylinderfläche. Insbesondere da sich diese maximalen Maße und/oder Höhen der Ringfläche und der Zylinderfläche übereinstimmen, ergibt sich, dass im montierten Zustand der Lagerschale radiale Belastungen der Ringfläche und der Zylinderfläche gleich groß sind.
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Erfindungsgemäß weist die Ringfläche in einem nicht montierten Zustand der Lagerschale ausgehend von der Zylinderfläche, insbesondere bis zu einer radial ausgerichteten Stirnfläche, einen größer werden Außendurchmesser auf. Vorzugsweise ist die Ringfläche im nicht montierten Zustand der Lagerschale gebogen ausgebildet. Insbesondere ist die Ringfläche im nicht montierten Zustand der Lageschale ausgehend von der Äquatorebene und/oder der Zylinderfläche und in Richtung der Stirnfläche radial zur Mittellängsachse nach außen gebogen. Somit kann die Ringfläche und/oder die Lageschale in dem nicht montierten Zustand einen maximalen Außendurchmesser im Bereich der Ringfläche und am von der Zylinderfläche abgewandten Ende der Ringfläche aufweisen. Insbesondere weist die nicht montierte Lagerschale auf Höhe und/oder im Bereich der Lageschalenöffnung einen maximalen Außendurchmesser auf.
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Vorzugsweise ist die Ringfläche in einem montierten Zustand zylindrisch ausgebildet. Hierbei entspricht ein Außendurchmesser der zylindrischen Ringfläche dem Außendurchmesser der Zylinderfläche. Insbesondere ist die Lageschale im montierten Zustand in einem Gelenkgehäuse angeordnet. Beim Anordnen und/oder Einpressen der Lagerschale in das Gelenkgehäuse kann ein radial nach außen gebogener Teil der Ringfläche derart radial nach innen verformt werden, so dass die gesamte Ringfläche hinsichtlich ihres Außendurchmessers an den Außendurchmesser der Zylinderfläche anpasst. Hierbei kann zugleich ein Innendurchmesser der Lagerschalenöffnung reduziert werden, wodurch ein hinreichend sicherer Halt einer Gelenkkugel in der Lageschale erreicht ist. Insbesondere wird die Gelenkkugel des Gelenkinnenteils vor der Montage der Lageschale durch die Lageschalenöffnung in das Gelenkgehäuse eingepresst. Somit können das Gelenkinnenteil und die Lagerschale gemeinsam in das Gelenkgehäuse eingesetzt und/oder eingepresst werden.
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Von besonderem Vorteil ist ein Kugelgelenk mit einer erfindungsgemäßen Lagerschale, wobei die Lagerschale in einem Gelenkgehäuse angeordnet ist und die Bodenfläche und die Zylinderfläche vollflächig an einer formkorrespondierend ausgebildeten Innenfläche des Gelenkgehäuses anliegen. Insbesondere ist das Kugelgelenk und/oder die Lagerschale zur Verwendung in einem Fahrwerksbauteil für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, vorzugsweise Kraftfahrzeugs, ausgebildet. Somit kann das Kugelgelenk und/oder die Lagerschale in einem Fahrwerksbauteil angeordnet sein. Hierbei kann das Kugelgelenk auf vielfältige Weise im Fahrzeugbau zum Einsatz kommen. Insbesondere im Fahrwerk dienen Kugelgelenke dazu, Fahrwerkskomponenten, wie beispielsweise Lenkerbauteile, Radträger, Spurstangen oder dergleichen gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeugaufbau bzw. einen daran befestigten Achsträger zu verbinden. Vorzugsweise weisen Kugelgelenke ein wenigstens einseitig offenes Gelenkgehäuse, insbesondere mit einer die Innenfläche des Gelenkgehäuses bildenden Gehäuseausnehmung, zum Aufnehmen eines Gelenkinnenteils auf. Das Gelenkinnenteil kann als eine Kugelhülse oder als ein Kugelzapfen realisiert sein. Bei einer Ausbildung als ein Kugelzapfen kann sich ein Gelenkzapfen des Gelenkinnenteils aus der Gehäuseöffnung und der Lagerschalenöffnung heraus erstrecken.
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Gemäß einer Weiterbildung des Kugelgelenks weist die Innenfläche des Gelenkgehäuses eine Stufe auf. Insbesondere ist die Stufe formkorrespondierend zur Stufenfläche und somit zum Übergang zwischen der Kegelstumpffläche und der Zylinderfläche der Lagerschale ausgebildet. Somit liegt die Stufenfläche der Lagerschale formkorrespondierend auf der Stufe des Gelenkgehäuses auf. Insbesondere weist die Innenfläche einen hohlzylindrischen Abschnitt auf, wobei die Zylinderfläche und die Ringfläche der Lagerschale formschlüssig an dem zylindrischen Abschnitt des Gelenkgehäuses anliegen.
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Vorzugsweise ist die Lagerschale mittels eines Verschlussrings in dem Gelenkgehäuse gehalten. Insbesondere ist der Verschlussring einstückig und/oder als ein geschlossener Ring ausgebildet. Der Verschlussring kann aus einem Metall hergestellt sein. Der Verschlussring ist in einer Nut des Gelenkgehäuses gehalten. Die Nut kann nach dem Einsetzen des Verschlussringes aufgrund einer plastischen Umformung eines Gehäuserandes gebildet sein oder werden. Insbesondere ist der Verschlussring aufgrund einer Bördelung des Gehäuserandes an dem Gelenkgehäuse festgesetzt. Der Verschlussring liegt auf der Stirnfläche der Lagerschale. Hierdurch ist die Lageschale in dem Gelenkgehäuse gehalten. Insbesondere ist die Lagerschale zwischen dem Verschlussring und der Stufe des Gelenkgehäuses in axialer Richtung zur Mittellängsachse geklemmt, wodurch die Lagerschale gegen ein Verdrehen um die Mittellängsachse gehalten und/oder gesichert ist. Hierdurch kann auf eine formschlüssige Verdrehsicherung verzichtet werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Verschlussring einen schräg zur Mittellängsachse und in Richtung des Innenraums sowie auf eine Oberfläche der Gelenkkugel gerichteten, ringartigen Vorsprung zum Ausbilden eines Fließstopps auf. Aufgrund des Vorsprungs ergibt sich ein minimaler Abstand zwischen dem Verschlussring und der Oberfläche der Gelenkkugel. Dies kann einen effektiven oder natürlichen Fließstopp bezüglich des Kunststoffmaterials der Lagerschale bewirken. Insbesondere ermöglicht ein derartiger Fließstopp die Einstellung geringer Vorspannungen in dem Kugelgelenk und damit niedrige Drehmomente zur Betätigung des Kugelgelenks.
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Vorzugsweise ist das Kugelgelenk gemäß allen im Zusammenhang mit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Lagerschale erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet. Ferner kann die hier beschriebene Lagerschale gemäß allen im Zusammenhang mit dem Kugelgelenk erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
- 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lagerschale,
- 2 eine perspektivische Seitenansicht von Bestandteilen zum Ausbilden eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks, und
- 3 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks.
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1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lagerschale 1. Die Lagerschale 1 ist aus einem Kunststoff gebildet. Des Weiteren ist die Lagerschale 1 in einem nicht montierten Zustand gezeigt. Die Lagerschale 1 hat einen Innenraum 2 zum beweglichen Aufnehmen einer hier nicht näher dargestellten Gelenkkugel. Entsprechend weist der Innenraum 2 eine kugelabschnittsartige Innenfläche 3 auf. Die Lagerschale 1 hat einen ringartigen Rand 4. Der ringartige Rand 4 bestimmt bzw. definiert eine Lagerschalenöffnung 5. Durch die Lagerschalenöffnung 5 kann die hier nicht näher dargestellte Gelenkkugel in dem Innenraum 2 angeordnet werden. Zudem kann sich die Gelenkkugel teilweise und/oder ein die Gelenkkugel aufweisender Gelenkinnenteil aus der Lagerschalenöffnung 5 heraus erstrecken. Die Lagerschalenöffnung 5 ist koaxial zu einer Mittellängsachse 6 der Lagerschale 1 ausgebildet. Die Lagerschale 5 hat eine Stirnfläche 7, die quer oder rechtwinklig zur Mittellängsachse 6 ausgerichtet ist und sich in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 auf Höhe der Lagerschalenöffnung 5 befindet. Die Stirnfläche 7 bildet bei diesem Ausführungsbeispiel zugleich den ringartigen Rand 4.
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Von der Lagerschalenöffnung 5 abgewandt und koaxial zu der Mittellängsachse 6 weist die Lagerschale 1 eine bei diesem Ausführungsbeispiel ringscheibenartig ausgebildet Bodenfläche 8 auf. Bei diesem Beispiel weist die Bodenfläche 8 einen Außendurchmesser auf, der bei diesem Ausführungsbeispiel mindestens 3/4 eines maximalen Innendurchmessers des Innenraums 2 entspricht. Hierbei erstrecken sich der Durchmesser der Bodenfläche 8 und des Innenraums 2 rechtwinklig zur Mittellängsachse 6.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Bodenfläche 8 bis auf eine mittige Erhebung 9 flächig ausgebildet. Die mittige Erhebung 9 ist als eine Anspritzstelle ausgebildet, die sich beim Spritzguss der Lagerschale 1 ergibt.
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Ein radial zur Mittellängsachse 6 äußeres Ende der Bodenfläche 8 geht unmittelbar in eine Kegelstumpffläche 10 über. Hierbei nimmt ein Außenradius der Kegelstumpffläche 10 ausgehend von der Bodenfläche 8 in Richtung der Lagerschalenöffnung 5 zu.
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Des Weiteren geht ein axial von der Bodenfläche 8 abgewandtes Ende der Kegelstumpffläche 10 in eine koaxial zu der Mittellängsachse 6 ausgebildete Zylinderfläche 11 über. Hierbei weist die Zylinderfläche 11 einen Außendurchmesser auf, der größer ist als ein Außendurchmesser des von der Bodenfläche 8 abgewandten Endes der Kegelstumpffläche 10. Somit geht die Kegelstumpffläche 10 nicht unmittelbar in die Zylinderfläche 11 über. Stattdessen geht das von der Bodenfläche 8 abgewandte Ende der Kegelstumpffläche 10 mittels einer ringscheibenartigen Stufenfläche 12 in die Zylinderfläche 11 über. Hierbei ist die Stufenfläche 12 radial zur Mittellängsachse 6 ausgerichtet.
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Die Zylinderfläche 11 erstreckt sich in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 mindestens bis zu einer Äquatorebene 13 der Lagerschale 1. Die Äquatorebene 13 ist rechtwinklig zur Mittellängsachse 6 ausgerichtet ist und befindet sich in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 gesehen auf Höhe eines maximalen Innendurchmessers des Innenraums 2.
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Die Zylinderfläche 11 geht in Richtung der Lagerschalenöffnung 5 unmittelbar in eine Ringfläche 14 über. Hierbei geht ein von der Bodenfläche 8 abgewandtes Ende der Ringfläche 14 unmittelbar in die Stirnfläche 7 über. Die Ringfläche 14 erstreckt sich ausgehend von der Äquatorebene 13 der Lagerschale 1 in Richtung der Stirnfläche 7.
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Die Ringfläche 14 ist in dem hier dargestellten nicht montieren Zustand der Lageschale nicht zylinderförmig ausgebildet. Stattdessen ist die Ringfläche 14 im nicht montierten Zustand ausgehend von der Zylinderfläche 11 und bis zur Stirnfläche 7 radial zur Mittellängsachse 6 nach außen gebogen ausgebildet. Hierbei wird der Außendurchmesser der Ringfläche in Richtung der Stirnfläche 7 kontinuierlich größer.
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Des Weiteren stimmt bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils ausgehend von der Äquatorebene 13 der Lagerschale 1 ein sich in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 ergebendes maximales Maß der Ringfläche 14 mit einem sich in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 ergebenden maximalen Maß der Zylinderfläche 11 überein. Mit anderen Worten weisen die Ringfläche 14 und die Zylinderfläche 11 jeweils ausgehend von der Äquatorebene 13 die gleiche Höhe auf, wobei sich die Ringfläche 14 und die Zylinderfläche 11 ausgehend von der Äquatorebene 13 in voneinander abgewandte Richtungen erstrecken.
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2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht von Bestandteilen zum Ausbilden eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks 15. Zusätzlich zu der Lagerschale 1 ist zum Ausbilden des Kugelgelenks 1 ein Gelenkinnenteil 16, ein Verschlussring 17 und ein Gelenkgehäuse 18 vorgesehen. Die Lagerschale 1 ist aus Vollmaterial bzw. schlitzfrei ausgebildet.
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Das Gelenkinnenteil 16 ist als ein Kugelzapfen ausgebildet und weist eine Gelenkkugel 10 sowie einen Gelenkzapfen 20 auf. Der Verschlussring 17 ist als ein geschlossener Ring ausgebildet.
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Das Gelenkgehäuse 18 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Metall gebildet. Des Weiteren weist das Gelenkgehäuse 18 eine Gehäuseausnehmung 21 auf. Hierbei bildet die Gehäuseausnehmung 21 eine Innenfläche des Gelenkgehäuses 18 zum formschlüssigen Aufnehmen der Lagerschale 1. Eine Gehäuseöffnung 23 des Gelenkgehäuses 18 wird von einem ringartigen Gehäuserand 24 umringt.
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3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kugelgelenks 15 in einem montierten Zustand. Die Ringfläche 14 der Lagerschale 1 ist in dem montierten Zustand zylindrisch ausgebildet, wobei ein Außendurchmesser der zylindrischen Ringfläche 14 dem Außendurchmesser der Zylinderfläche 11 entspricht.
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Vor der Montage der Lageschale 1 in dem Gelenkgehäuse 18 wird die Gelenkkugel 13 des Gelenkinnenteils 16 zunächst durch die Lageschalenöffnung 5 gemäß 1 eingepresst. Somit werde das Gelenkinnenteil 16 und die Lagerschale 1 gemeinsam in das Gelenkgehäuse 18 bzw. in die Gehäuseausnehmung 21 gemäß 2 eingesetzt.
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Bei diesem Einsetzen oder Einpressen der Lagerschale 1 in das Gelenkgehäuse 18 wird der gemäß 1 radial nach außen gebogene Teil der Ringfläche 14 derart radial nach innen verformt, so dass die gesamte Ringfläche 14 hinsichtlich ihres Außendurchmessers an den Außendurchmesser der Zylinderfläche 11 bzw. eines hohlzylinderartigen Abschnitts der Innenfläche 22 des Gelenkgehäuses 18 anpasst. Hierbei wird zugleich ein Innendurchmesser der Lagerschalenöffnung 5 reduziert.
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Die Bodenfläche 8, die Zylinderfläche 11 und die Ringfläche 14 liegen vollflächig an der formkorrespondierend ausgebildeten Innenfläche 22 des Gelenkgehäuses 18 an. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Gelenkgehäuse im Bereich der Erhebung 9 eine Vertiefung 25 auf, in die die Erhebung 9 hineinragt. Die Innenfläche 22 des Gelenkgehäuses 18 weist eine Stufe 26 auf. Auf der Stufe 26 liegt die Stufenfläche 12 der Lagerschale 1 formkorrespondierend auf.
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Die Lagerschale 1 ist mittels des Verschlussrings 17 in dem Gelenkgehäuse 18 gehalten. Hierzu ist der Verschlussring 17 in einer Nut 27 des Gelenkgehäuses 18 gehalten. Die Nut 27 ist nach dem Einsetzen des Verschlussringes 17 aufgrund einer plastischen Umformung des zunächst ringartigen Gehäuserandes 23 gemäß 2 gebildet. Somit ist der Verschlussring 17 aufgrund einer Bördelung des Gehäuserandes 23 an dem Gelenkgehäuse 18 festgesetzt.
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Hierbei liegt der Verschlussring 17 zugleich auf der Stirnfläche 7 der Lagerschale 1. Die Lagerschale 1 ist zwischen dem Verschlussring 17 und der Stufe 26 des Gelenkgehäuses 18 in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 geklemmt, wodurch ein Verdrehen der Lagerschale 1 um die Mittellängsachse 6 blockiert bzw. verhindert ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Verschlussring 17 einen schräg zur Mittellängsachse 6 und in Richtung des Innenraums 2 bzw. ungefähr in Richtung eines Mittelpunktes der Gelenkkugel 19 sowie auf eine Oberfläche einer Gelenkkugel 19 gerichteten, ringartigen Vorsprung 28 zum Ausbilden eines Fließstopps auf. Aufgrund des Vorsprungs 28 ergibt sich ein minimaler Abstand zwischen dem Verschlussring 17 und der Oberfläche der Gelenkkugel 19.
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Bezugszeichen
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- 1
- Lagerschale
- 2
- Innenraum
- 3
- Innenfläche
- 4
- Rand
- 5
- Lageschalenöffnung
- 6
- Mittellängsachse
- 7
- Stirnfläche
- 8
- Bodenfläche
- 9
- Erhebung
- 10
- Kegelstumpffläche
- 11
- Zylinderfläche
- 12
- Stufenfläche
- 13
- Äquatorebene
- 14
- Ringfläche
- 15
- Kugelgelenk
- 16
- Gelenkinnenteil
- 17
- Verschlussring
- 18
- Gelenkgehäuse
- 19
- Gelenkkugel
- 20
- Gelenkzapfen
- 21
- Gehäuseausnehmung
- 22
- Innenfläche
- 23
- Gehäuseöffnung
- 24
- Gehäuserand
- 25
- Vertiefung
- 26
- Stufe
- 27
- Nut
- 28
- Vorsprung