DE4306006A1 - Working method of producing a ball-and-socket joint - Google Patents

Working method of producing a ball-and-socket joint

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    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
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Abstract

A working method of producing a ball-and-socket joint is presented in which the bearing shell mainly made of plastic is secured by ultrasonic forming of widened portions on the bearing shell so that these widened portions overlap the housing margin. A toothing contour in which the formed widened portions engage serves to secure the bearing shell against rotation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes und ein Kugelgelenk hergestellt nach diesem Verfahren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for producing a ball joint and a ball joint manufactured by this method, according to the Preamble of claim 1.

Aus US 4.904.107 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes bekannt, bei dem eine Lagerschale aus Kunstharz in das Gehäuse eines Kugelgelenkes eingepreßt wird und anschließend eine Materialverformung des dafür vorgesehenen Lagerschalenmaterials durch thermische Behandlung im Berührungsbereich zwischen Gehäuse und Lagerschale erfolgt. Hierfür wird der Randbereich der Lagerschale auf eine Temperatur von 5°C unter dem Schmelzpunkt des Lagerschalenmaterials erhitzt und während dieser Behandlung unter Druckeinwirkung in seine Endlage verformt wird. Die Druckeinwirkung erfolgt durch einen Druckstempel, der eine komplementäre Kontur zu der gewünschten Form der Lagerschale aufweist.From US 4,904,107 is a method for producing a ball joint known in which a bearing shell made of synthetic resin in the housing of a Ball joint is pressed and then a material deformation the intended bearing shell material by thermal Treatment in the contact area between the housing and the bearing shell he follows. For this, the edge area of the bearing shell is heated to a temperature heated from 5 ° C below the melting point of the bearing shell material and during this treatment under pressure into its end position is deformed. The pressure is applied by a pressure stamp, the a complementary contour to the desired shape of the bearing shell having.

Das Verfahren nach US 4.904.107 birgt jedoch mehrere Nachteile in sich. So ist zunächst eine sehr genaue Temperatur des Druckstempels einzuhalten, die während der Erwärmung der Lagerschale auch erhalten bleiben muß. Die Temperierung auf 5°C unter dem Schmelzpunkt des Lagerschalenmaterials birgt darüber hinaus fertigungstechnische Schwierigkeiten während des Umformvorganges in sich. Eine des Kunststoffes ist nicht ausschließbar. Nach Abschluß des Umformvorganges ist eine schnelle Abkühlung des Druckstempels notwendig, um den verformten Lagerschalenbereich erstarren zu lassen.The method according to US 4,904,107, however, has several disadvantages. So first is a very accurate temperature of the pressure stamp to be observed, which also get during the heating of the bearing shell must stay. The temperature control to 5 ° C below the melting point of the Bearing shell material also contains manufacturing technology Difficulties during the forming process. A  the plastic cannot be excluded. After completing the The forming process is a quick cooling of the pressure stamp necessary to solidify the deformed bearing shell area.

Unter den Bedingungen einer Serienfertigung erfordert dieses Verfahren lange Zykluszeiten und einen erheblichen Energieaufwand. Weiterhin ist während des Erhitzens der Lagerschale der Erwärmungsbereich der Schale nur schwer einzugrenzen, was Spannungen im Lagermaterial erwarten läßt. Dies führt zu ungewollten Verformungen oder sogar zu Strukturschädigungen des Kunststoffes.This procedure is required under the conditions of series production long cycle times and considerable energy consumption. Still is during the heating of the bearing shell the heating area of the Shell difficult to narrow down what tensions in the bearing material can be expected. This leads to unwanted deformations or even to Structural damage to the plastic.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugelgelenk für Kraftfahrzeuge nach einem Verfahren herzustellen, das die Nachteile einer thermischen Behandlung durch Erwärmung eines Druckstempels vermeidet. Es ist eine energiesparende und kostensenkende Variante zu entwickeln, die auch den Anforderungen an eine Großserienproduktion gerecht wird.The object of the invention is to provide a ball joint for motor vehicles to produce a process that has the disadvantages of a thermal Avoid treatment by heating a pressure stamp. It is one to develop an energy-saving and cost-reducing variant that also meets the requirements for large series production.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch Verfahrensmerkmale nach dem Patentanspruch 1.The invention solves this problem by method features according to the Claim 1.

Erfindungsgemäß wird zunächst die Lagerschale als Rohteil gefertigt. Sie besteht aus einem Werkstoff, der durch Ultraschall verformbar ist. Die Lagerschale weist eine innen kugelige Kontur zur späteren Aufnahme des Kugelzapfens auf. Sie ist einseitig geschlossen. Die offene Seite dient als Austritt für den Kugelzapfenschaft. Der zylindrische Außendurchmesser der Lagerschale erweitert sich an der offenen Seite in Form eines Absatzes nach außen, so daß er später an der Unterseite des Gehäuses zur Anlage kommt und so die axiale Sicherung der Lagerschale übernimmt. Dieser Außendurchmesser ist gleich groß, oder geringfügig größer, als der ebenfalls zylindrische Innendurchmesser des die Lagerschale aufnehmenden Gehäuseteiles. Auf der geschlossenen Seite weist der Lagerschalen-Rohling axial gerichtete Erweiterungen auf, die sich zur Vereinfachung der Montage übergangslos an den Außendurchmesser der Lagerschale anschließen. Diese Erweiterungen können einen geschlossenen Ring um die Lagerschalen-Mittelachse bilden, oder beliebig segmentiert sein. Sie sind Bestandteil der Lagerschale. Die Lagerschalen-Mittelachse und die Kugelzapfen- Mittelachse des nicht ausgelenkten Kugelzapfens fallen nach der Montage zusammen.According to the invention, the bearing shell is first manufactured as a blank. they consists of a material that can be deformed by ultrasound. The Bearing shell has an internally spherical contour for later inclusion of the Ball stud on. It is closed on one side. The open side serves as an outlet for the ball joint. The cylindrical outside diameter the bearing shell expands on the open side in the form of a Paragraph to the outside, so that it later on the bottom of the housing comes to rest and so the axial securing of the bearing shell takes over. This outside diameter is the same size or slightly larger than the also cylindrical inner diameter of the Bearing shell receiving housing part. On the closed Side, the bearing shell blank has axially directed extensions, which seamlessly adapt to the Connect the outer diameter of the bearing shell. These extensions can form a closed ring around the central axis of the bearing shell form, or be segmented as desired. They are part of the Bearing shell. The bearing shell central axis and the ball stud The central axis of the undeflected ball pin falls after assembly together.

Der Kugelzapfen und das Gehäuse sind zuvor fertig bearbeitete Bauteile. Zunächst wird der Kugelzapfen in die Lagerschale eingesetzt. Der Lagerschalen-Rohling wird im Anschluß daran zusammen mit dem Kugelzapfen einseitig in die dafür vorgesehene Öffnung des Gehäuses eingeführt, bis der Absatz der Lagerschale an der Unterseite des Ge­ häuses zur Anlage kommt. Nun werden die Erweiterungen mittels Ultra­ schallverformung so umgeformt, daß das Lagerschalenmaterial den Ge­ häuserand formschlüssig übergreift. Durch diesen Umformvorgang und den Absatz an der offenen Lagerschalenseite ist eine axiale Sicherung der Lagerschale innerhalb des Gehäuses gewährleistet. Gegen Ver­ schmutzungen wird das Kugelgelenk nun an der bisher offenen Seite mit einem Dichtungsbalg in an sich bekannter Weise dichtend verschlossen.The ball stud and the housing are previously machined components.  First the ball stud is inserted into the bearing shell. Of the Bearing shell blank is then together with the Ball stud on one side in the opening provided in the housing introduced until the paragraph of the bearing shell at the bottom of the Ge comes to the plant. Now the extensions using Ultra sound deformed so that the bearing shell material Ge overlaps the edge of the house. Through this forming process and the paragraph on the open bearing shell side is an axial securing of the Bearing shell guaranteed within the housing. Against Ver The ball joint will now be dirty on the previously open side a sealing bellows sealed in a conventional manner.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt.An embodiment is shown in the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: einen Schnitt durch ein vormontiertes Kugelgelenk Fig. 1: a section through a pre-assembled ball joint

Fig. 2: einen Schnitt durch das fertig montierte Kugelgelenk. Fig. 2: a section through the fully assembled ball joint.

In Fig. 1 wurde die Lagerschale (2) mit dem Kugelzapfen (1) in die dafür vorgesehene Öffnung des Gehäuses (3) eingesetzt. Auf der offenen Lagerschalenseite kommt dabei der Absatz (6) der Lagerschale am Ge­ häuse zum Anschlag. Die Erweiterungen (5) der Lagerschale sind hier in unverformtem Zustand dargestellt.In Fig. 1, the bearing shell ( 2 ) with the ball pin ( 1 ) was inserted into the opening provided in the housing ( 3 ). On the open side of the bearing shell, the shoulder ( 6 ) of the bearing shell on the housing comes to a stop. The extensions ( 5 ) of the bearing shell are shown here in the undeformed state.

In Fig. 2 ist der Fertigzustand des Kugelgelenkes gezeigt. Die Erweiterungen wurden auf der geschlossenen Seite der Lagerschale mittels Ultraschallumformung nach außen umgeformt und bilden somit eine geschlossene oder segmentierte Wulst (7) zur axialen Sicherung der Lagerschale innerhalb des Gehäuses.In Fig. 2 the finished state of the ball joint is shown. The extensions were shaped on the closed side of the bearing shell by means of ultrasonic forming and thus form a closed or segmented bead ( 7 ) for axially securing the bearing shell within the housing.

BezugszeichenlisteReference list

1 Kugelzapfen
2 Lagerschale
3 Gehäuse
4 Kugelzapfen-Mittelachse
5 Erweiterung
6 Absatz
7 Umformwulst 1 ball stud
2 bearing cup
3 housing
4 ball pivot center axis
5 extension
6 paragraph
7 forming bead

Claims (5)

1. Arbeitsverfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes mit einem zylin­ drischen Gehäuse, einer zylindrischen Durchgangsbohrung in dem Ge­ häuse zur Aufnahme einer Lagerschale aus Kunststoff und einem Kugel­ zapfen, der allseits beweglich in dieser Lagerschale gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Lagerschale mit zylindrischem Außenmantel und nur an einem Ende ausgebildeten Bund hergestellt, bei der Montage des Kugel­ gelenkes zunächst der Kugelzapfen (1) in die Lagerschale (2) eingesetzt, im Anschluß daran diese Lagerschale in die dafür im Gehäuse (3) vorge­ sehene Durchgangsbohrung eingeschoben und an dem dem Bund gegenüberliegenden Ende mittels Ultraschallverformung am Gehäuse fixiert wird.1. Working method for producing a ball joint with a cylin drical housing, a cylindrical through hole in the Ge housing for receiving a bearing shell made of plastic and a ball pin which is movably supported in this bearing shell, characterized in that first a bearing shell with a cylindrical outer jacket and only made at one end of the collar, when mounting the ball joint, the ball pin ( 1 ) is first inserted into the bearing shell ( 2 ), then this bearing shell is inserted into the through hole provided for this purpose in the housing ( 3 ) and on which The collar opposite end is fixed to the housing by means of ultrasonic deformation. 2. Kugelgelenk, hergestellt nach einem solchen Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (2) an ihrer Verschlußseite konzentrisch um die Kugel­ zapfen-Mittelachse (4), in axialer Richtung über den Gehäuserand hinausragende Erweiterungen (5) aufweist. 2. Ball joint, manufactured by such a method, characterized in that the bearing shell ( 2 ) on its closure side concentrically around the ball pin central axis ( 4 ), in the axial direction projecting beyond the housing edge extensions ( 5 ). 3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (2) durch einen Absatz (6) auf der Kugelzapfen-Aus­ trittsseite und durch Umformung der Erweiterungen (5) der Lagerschale auf der Verschlußseite axial am Gehäuse (3) gesichert ist.3. Ball joint according to claim 2, characterized in that the bearing shell ( 2 ) is secured axially on the housing ( 3 ) by a shoulder ( 6 ) on the ball stud from the exit side and by reshaping the extensions ( 5 ) of the bearing shell on the closure side. 4. Kugelgelenk nach den Ansprüchen 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale an ihrem äußeren Umfang eine Kontur aufweist, die zur Sicherung gegen Rotationsbewegungen um die Kugelzapfen-Mittel­ achse (4) in eine komplementäre Kontur des Gehäuseinnendurchmessers eingreift.4. Ball joint according to claims 2 to 3, characterized in that the bearing shell has on its outer periphery a contour which engages in a complementary contour of the housing inner diameter to secure against rotational movements around the ball pin center axis ( 4 ). 5. Kugelgelenk nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusewerkstoff des Kugelgelenkes ein von der Lagerschale ab­ weichender Werkstoff ist.5. Ball joint according to claims 2 to 4, characterized in that the housing material of the ball joint from the bearing shell softening material.
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