WO2010031396A1 - Ball joint - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a ball joint for a motor vehicle, a method for producing a ball joint and a method for producing a closure element for such a ball joint.
- a ball joint of the generic type has a pivot pin, which is mounted with its spherical bearing surface rotatable and pivotable in a housing provided with at least one opening.
- a closure element is used during assembly, which covers this opening at least partially. It is known to produce such closure elements as sheet metal stamping or sheet metal deep drawing parts, for example, of aluminum or a steel material. To avoid corrosion, as may occur in steel materials, these closure elements are provided after their production with a surface protection, usually a galvanic coating is made. This costly and production-technically complex galvanic coating takes place to the high
- the coating of the closure elements is damaged and thus ineffective or at least limited in their effect, namely because the closure elements are connected by forming an edge region of the housing with this.
- the forming takes place by means of suitable tools or methods, which only by way of example the flanging or a rolling method are mentioned.
- the mentioned method for fixing a closure element in the housing are still at risk for other reasons.
- the edge region of the housing to be reshaped has a certain inherent elasticity and can therefore regress slightly after the deformation, counter to the deformation direction.
- this elastic behavior of the deformation section can result in a microscopically small gap being created between the closure element and the deformed edge region of the housing, which, however, is sufficient to permit infiltration with moisture or the penetration of contaminants over time. This circumstance thus carries the risk of progressive corrosion.
- This effect is reinforced by thermal or dynamic loads that affect both the ball joint and the reshaped edge area.
- This aging process causes the elastomer materials to reduce their volume and it This can also lead to leaks in the course of time.
- the aging process is attributed, for example, to the fact that elastomers contain wax components as plasticizers, which emerge over time as a result of the movements of the pivot pin relative to the housing made of the elastomer material.
- elastomers are sensitive to thermal and chemical influences. However, especially in a motor vehicle, chemical influences are of particular importance. For example, ozone or oil affect these materials, which adversely affects their life.
- the invention has for its object to provide a ball joint for motor vehicles, the corrosion protection is improved in particular in the area of existing on the ball joint closure elements over known solutions in order to increase the life of the ball joint as a whole.
- the simplest possible embodiment is to be developed and a method for providing the improved corrosion protection on a ball joint as well as on a closure element to be specified.
- a ball joint for a motor vehicle with a pivot pin which is rotatably supported with its spherical bearing surface in a housing provided with at least one opening, wherein a closure element at least partially covers the opening of the housing, according to the invention further developed such that between closure element and a Corresponding contact surface of the housing, a sealing layer or a Kunststoffimamim réelle or a sealant is present.
- the coating can only be provided on the closure element, only in the contact region of the housing or on both, corresponding surfaces, that is to say both on the closure element and on the housing.
- An advantage of the invention is that the sealing layer or the plastic lamination below the deformed edge region of the housing acts capillary filling, which means that the sealing layer or the plastic lamination so connects to the deformed edge region of the housing, that in this critical part of the ball joint no sub-migrations due to moisture or impurities, because even the finest structures of the adjacent surface are filled with the sealing layer or the plastic lamination. This is also the essential difference to the elastomer materials that do not allow this capillary filling effect.
- this design allows a safe and reliable seal based on the entire housing circumference.
- This fact can be attributed to the special properties of a sealing layer or a plastic lamination or a sealing compound. To name just here are the elasticity and the adhesive properties, which are retained even when partially cured.
- a very particular advantage also results from the fact that in the event that the closure elements are made of sheet steel parts, even a complete galvanic coating of the closure elements can be dispensed with.
- the cost-intensive galvanic coating process no longer having to apply, brings more manufacturing technology and thus economic advantages in the production of a ball joint according to the invention with it.
- the sealing layer or the Kunststoffimamim réelle or the sealant also have no negative effects on the friction values within the ball joint and the torques to be measured on the pivot pin or on elasticity values between the joint components recorded.
- the quality criteria essential for a ball joint can be maintained with improved sealing.
- a first embodiment of the invention consists in that the closure element is a sheet-metal component provided at least on one side with the sealing layer or a plastic filament.
- this solution idea also includes a two-sided design, so that in this case there is a coating on the inside and the outside of the closure element.
- the sealing layer or the Kunststoffimamim réelle acting as both sides of the closure element layer act as an adjusting element at the beginning ball joint wear, whereby a tolerance compensation is given.
- the tangential slope in the Kraftnull diegang the elasticity hysteresis is steeper.
- the sealing layer or the Kunststoffparamimtician or the sealant is a layer having elastic properties.
- the properties of a sealing layer required for the invention include, for example, epoxy resins or acrylic resins. These are easy to process and are durable and resistant to chemical and thermal influences. Thus they are optimally suited for the purpose of the invention.
- the Kunststoffimamimtician may consist of polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyethylene (PE).
- PP polypropylene
- PTFE polytetrafluoroethylene
- PE polyethylene
- a continuation of this inventive idea further consists in that as a sealing layer or Kunststofflamim für a material is used, as it is used in the food industry, in the processing of tin cans for canning.
- a coating consists for example of bisphenol A diglycidyl ether.
- This material has the properties required for a ball joint. It is chemically resistant, neutral and can be applied well to the fasteners. A permanently reliable connection with the material of the closure element is given in any case. In addition, the given elasticity of this material is sufficient to meet the requirements imposed on the ball joint with respect to its tightness.
- a further solution according to the invention consists in that the sealing layer or the plastic lamination is already applied to the closure element before the final shaping produced by a stamping or deep drawing process.
- this sheet metal component is also provided on both sides with the corresponding sealing layer or Kunststofflamintechnik, so that the definition in the housing creates a kind of "double" seal, which is therefore present on the top and the bottom of the closure element.
- the closure element requires in this way no separate galvanic surface coating as corrosion protection.
- the closure element of the assembled ball joint bears against the corresponding contact surface of the housing with the interposition of the sealing layer or the plastic lamination or the sealing compound and is firmly and sealingly connected to the housing by a deformed edge region of the housing.
- the closure element has a seal whose properties are that of a cohesive connection.
- a further embodiment of the invention consists in that the housing has at least one groove in the region of the contact surface for receiving the sealing layer or the plastic lamination or the sealing compound deformed during forming of the edge region of the housing.
- the sealing layer, plastic lamination or the sealant may spread during deformation.
- a targeted evasion of excess material is made possible.
- an additional improvement of the sealing effect in this critical region of the housing of a ball joint can be achieved by the groove.
- the groove along the entire circumference of the housing, so running around.
- the sealant can be applied or sprayed on the closure element or the housing in a simple manner.
- it can be provided to apply the sealant by means of a spin coating process.
- the closure element can be provided with the sealing layer or a plastic lamination by spraying or dipping.
- the sealing layer or the plastic lamination is applied to the closure element by means of a tumbling process.
- the drum method is a particularly simple coating method and enables a simultaneous production of closure elements in large numbers, so that the production of such closure elements is very economical.
- the closure element may be both a closure lid, which is suitable to completely close the opening in the housing of the ball joint, as well as a closure ring, as used for example for receiving the edge region of a sealing bellows in the housing.
- An inventive method for producing a ball joint is that by means of a centrifugal process to be provided with the sealant housing or the closure element is set in rotation to thereby choiren the sealant on the space provided for this purpose of the housing or the closure element.
- a further method according to the invention for producing a closure element for a ball joint, in which the closure element is a closure lid provided with the sealing layer or the plastic lamination, is possible in that a drop of the sealing layer or a plastic lamination is first applied to the side to be coated for subsequently rotating the closure lid in a drum such that, as a result of the centrifugal force acting on the closure lid, the sealing layer or the plastic lamination is evenly distributed over the surface thereof.
- the drum method is suitable in a particularly advantageous manner for the production of the inventive Closure elements. It allows a very uniform coating with the sealing layer or a plastic lamination. It is also a subsequent coating of damaged closure elements readily possible by means of a drum process.
- An embodiment of the method provides that, until the sealing layer or the plastic lamination is dried, the closure lid is provided with a rim which extends on its outer circumference and is raised to the coating side, which edge is severed at the ball joint prior to fixing the closure lid. This raised edge serves to prevent the initially teardrop-shaped sealing layer or plastic lamination spreading from the center of the closure element to its edge from detaching altogether from the closure element.
- FIG. 2 is a fragmentary sectional view of an inventive device.
- Figure 3 is a detail of a section through a second embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
- FIG. 4 shows a detail of a section through a third variant of a ball joint according to the invention in the region of
- FIG. 5 shows a detail of a section through a fourth embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
- Figure 6 shows the representation of the mounted ball joint of the embodiments of Figures 3 to 5
- Figure 7 shows a detail of a section through a fifth embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
- FIG. 8 shows a detail of a section through a sixth embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
- FIG. 9 shows a detail of a section through a seventh embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
- FIG. 10 shows a detail of a section through an eighth embodiment of a ball joint according to the invention in the area of the closure element
- the ball joint shown in Figure 1 has a pivot pin 1, which has a spheroidal, ie spherical bearing surface 2.
- the spheroid bearing surface 2 of the pivot pin 1 is rotatably mounted and tiltable in a bearing shell 10, which in turn is accommodated in a housing 4. With this arrangement, a relative movement between the pivot pin 1 and the housing 4 of the ball joint is possible.
- the housing 4 has an opening 3, through which the bearing shell 10 and the pivot pin 1 can be inserted into the housing 4, so as to mount the ball joint.
- On the outer circumference of the housing 4 there is also an edge region 8, which in the example shown in FIG.
- FIG. 1 is circular-cylindrical and protrudes from the housing in such a way that the above-mentioned assembly of the inner joint components is unhindered.
- the edge region is vertical.
- a closure element 5 is shown in the form of a closure ring.
- This locking ring 5 is designed approximately L-shaped and is used after assembly of the ball joint for receiving the edge region of a sealing bellows, not shown here.
- At the bottom of the closure ring 5 is at its approximately horizontally abragendem leg a sealing layer or a
- the closure ring 5 also has a width which allows both a fixation of the bearing shell 10, as well as its secure attachment to a corresponding contact surface 7 of the housing 4. In the transition region between the edge region 8 to the contact surface 7 is a groove 9, whose function in the connection will be described in more detail.
- FIG. 2 the embodiment of a ball joint described in Figure 1 is shown, wherein the ball joint is already mounted here.
- the closure ring 5 was placed on the corresponding contact surface 7 of the housing 4.
- the existing on the underside of the L-shaped closure ring 5 sealing layer or Kunststoffflamin ist 6 lies directly on the contact surface 7 of the housing 4 and at a portion of the top of the bearing shell 10 at.
- the edge region 8 of the housing 4 has been reshaped, so that part of the leg of the closure ring 5 is enclosed by this edge region 8.
- the groove 9 serves to receive a portion of the deforming sealing layer or plastic lamination 6 during the forming process of the edge region 8 of the housing 4 and is designed here as a circumferential groove 9.
- the groove 9 fulfills a dual function, since on the one hand it enables an improvement of the sealing effect in this area, and on the other hand absorbs excess material of the sealing layer or of the plastic lamination 6.
- FIG. 3 shows a further exploded view of a second embodiment of a ball joint according to the invention.
- a sealing compound 11 has been applied to the contact surface 7 of the housing 4.
- the remaining components essentially correspond to the example previously explained in connection with FIGS. 1 and 2.
- FIG 4 another example of a ball joint according to the invention is shown in an exploded view.
- the sealing compound 11 was applied below the closure element 5 designed as an L-shaped locking ring.
- FIG. 5 Another possibility for a ball joint according to the invention can be found in Figure 5.
- the closure ring 5 on its side facing the housing 4, a layer of the sealant 11, which has been designated in the illustration by the reference numeral IIa.
- a corresponding sealing compound IIb is also present on the corresponding contact surface 7 of the housing 4.
- the groove 9 serves in the manner already explained as a reservoir and additional sealing area.
- a section of the upper side of the bearing shell 10 can also be afflicted with the material of the sealing compound 11, which is not the case in the embodiment in FIG.
- FIG. 7 uses the example of a closure ring 5
- FIG. 9 uses the example of a closure lid 5 to represent a design in which the closure element 5 is completely enveloped by the sealing layer or plastic lamination 6. In this way, a "double" seal can be created, which seals the ball joint in a special way.
- FIG. 8 illustrates, by the example of a closure ring 5 and FIG. 10 using the example of a closure lid 5, two variants in which the sealing layer or plastic lamination 6 was applied to the surface thereof before the final shape of the closure element 5 was produced.
- the subsequent processing method which is preferably a punching or deep drawing process, arise at the
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Abstract
The invention relates to a ball joint for a motor vehicle, having a joint pin (1) which is rotatably and pivotably mounted with the spherical bearing surface (2) thereof in a housing (4) which is provided at least with one opening (3), wherein a closure element (5) at least partially covers the opening (3) of the housing (4). According to the invention, it is proposed that a sealing layer or a plastic lamination (6) or a sealing compound (11) be provided between the closure element (5) and a corresponding contact surface (7) of the housing (4). The invention also relates to a method for producing a ball joint, wherein by means of a centrifuge process, the housing (4) which is to be provided with the sealing compound (11) or the closure element (5) is set in rotation and, here, the sealing compound (11) is sprayed onto that region of the housing (4) or of the closure element (5) which is intended for this purpose. The method, which is also proposed, for producing a closure element (5) for a ball joint, in which the closure element (5) is a closure cover which is provided with a sealing layer or a plastic lamination (6), consists in that firstly a drop of the sealing layer or of a plastic lamination (6) is applied to that side of the closure cover (5) which is to be coated, before the closure cover (5) is subsequently set in rotation in a drum, such that as a result of the centrifugal force acting on the closure cover (5), the sealing layer or the plastic lamination (6) is distributed uniformly over the surface of said closure cover (5).
Description
Kugelgelenk ball joint
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlusselementes für ein derartiges Kugelgelenk.The invention relates to a ball joint for a motor vehicle, a method for producing a ball joint and a method for producing a closure element for such a ball joint.
Ein Kugelgelenk der gattungsgemäßen Art weist einen Gelenkzapfen auf, der mit seiner sphäroiden Lagerfläche dreh- und schwenkbar in einem mit zumindest einer Öffnung versehenen Gehäuse gelagert ist. Zum Verschluss der Öffnung des Gehäuses wird bei der Montage ein Verschlusselement verwendet, das diese Öffnung zumindest partiell abdeckt. Es ist bekannt, derartige Verschlusselemente als Blechstanz- oder Blechtiefziehteile beispielsweise aus Aluminium oder einem Stahlwerkstoff herzustellen. Zur Vermeidung von Korrosion, wie sie bei Stahlwerkstoffen auftreten kann, werden diese Verschlusselemente nach ihrer Herstellung mit einem Oberflächenschutz versehen, wobei zumeist eine galvanische Beschichtung vorgenommen wird. Diese kostenintensive und fertigungstechnisch aufwendige galvanische Beschichtung erfolgt, um den hohenA ball joint of the generic type has a pivot pin, which is mounted with its spherical bearing surface rotatable and pivotable in a housing provided with at least one opening. To close the opening of the housing, a closure element is used during assembly, which covers this opening at least partially. It is known to produce such closure elements as sheet metal stamping or sheet metal deep drawing parts, for example, of aluminum or a steel material. To avoid corrosion, as may occur in steel materials, these closure elements are provided after their production with a surface protection, usually a galvanic coating is made. This costly and production-technically complex galvanic coating takes place to the high
Korrosionsschutzanforderungen an ein Kugelgelenk für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug gerecht zu werden.Corrosion protection requirements for a ball joint for use in a motor vehicle meet.
Während der Montage des Kugelgelenkes kann es jedoch vorkommen, dass die Beschichtung der Verschlusselemente beschädigt und damit wirkungslos oder zumindest in ihrer Wirkung eingeschränkt wird, weil nämlich die Verschlusselemente durch Umformung eines Randbereiches des Gehäuses mit diesem verbunden werden. Die Umformung erfolgt mittels hierzu geeigneter Werkzeuge beziehungsweise Verfahren, wobei nur beispielhaft das Umbördeln oder ein Rollverfahren erwähnt seien.During assembly of the ball joint, it may happen that the coating of the closure elements is damaged and thus ineffective or at least limited in their effect, namely because the closure elements are connected by forming an edge region of the housing with this. The forming takes place by means of suitable tools or methods, which only by way of example the flanging or a rolling method are mentioned.
Um einer Beschädigung des Oberflächenschutzes der Verschlusselemente zu begegnen, ist es auch bekannt, die Verschlusselemente erstmalig nach der
Montage des Kugelgelenkes oder erneut mit einem Oberflächenschutz zu versehen. Eine derartige Lösung geht beispielsweise aus der DE 196 28 544 Cl hervor, wobei die Schrift eine komplette Beschichtung des Kugelgelenkes vorsieht. Es lässt sich leicht erkennen, welche Bedeutung einem ordnungsgemäßen Oberflächenschutz zukommt, da Korrosion bei Kugelgelenken unbedingt zu vermeiden ist, weil die Kugelgelenke in einem Kraftfahrzeug Sicherheitsbauteile darstellen und daher über eine lange Lebensdauer hinweg zuverlässig und ausfallfrei funktionieren müssen .In order to counteract damage to the surface protection of the closure elements, it is also known for the first time after the closure elements Mounting the ball joint or re-provided with a surface protection. Such a solution is for example known from DE 196 28 544 Cl, wherein the document provides a complete coating of the ball joint. It is easy to see the importance of proper surface protection, since corrosion in ball joints must be avoided at all costs because the ball joints in a motor vehicle are safety components and therefore have to function reliably and without failure over a long service life.
Die erwähnten Verfahren zur Festlegung eines Verschlusselementes im Gehäuse sind jedoch noch aus weiteren Gründen mit einem Risiko behaftet. Der umzuformende Randbereich des Gehäuses weist nämlich eine gewisse Eigenelastizität auf und kann sich daher nach der Umformung geringfügig entgegen der Umformrichtung zurückbilden . Dieses elastische Verhalten des Umformabschnittes kann jedoch im Extremfall dazu führen, dass zwischen dem Verschlusselement und dem umgeformten Randbereich des Gehäuses ein mikroskopisch kleiner Spalt entsteht, der jedoch ausreicht, um im Laufe der Zeit eine Unterwanderung mit Feuchtigkeit beziehungsweise das Eindringen von Verunreinigungen zu ermöglichen. Dieser Umstand birgt somit die Gefahr einer fortschreitenden Korrosion. Verstärkt wird dieser Effekt noch durch thermische oder dynamische Belastungen, die sowohl auf das Kugelgelenk als auch auf den umgeformten Randbereich einwirken.However, the mentioned method for fixing a closure element in the housing are still at risk for other reasons. Namely, the edge region of the housing to be reshaped has a certain inherent elasticity and can therefore regress slightly after the deformation, counter to the deformation direction. However, in an extreme case, this elastic behavior of the deformation section can result in a microscopically small gap being created between the closure element and the deformed edge region of the housing, which, however, is sufficient to permit infiltration with moisture or the penetration of contaminants over time. This circumstance thus carries the risk of progressive corrosion. This effect is reinforced by thermal or dynamic loads that affect both the ball joint and the reshaped edge area.
Aus der US 6,530,711 B2 ist ein gattungsgemäßes Kugelgelenk bekannt, welches als Verschlusselement einen Verschlussring vorsieht. Dieser Verschlussring besteht aus einem metallischen Werkstoff und wird in der zuvor bereits beschriebenen Weise durch einen umzuformenden Randbereich des Gehäuses mit dem Gehäuse verbunden. Die Besonderheit des aus dieser Druckschrift bekannten Verschlussringes besteht darin, dass der Verschlussring sowohl gehäuseseitig als auch auf der Seite des Gelenkzapfens mit einem aus einem Elastomerwerkstoff bestehenden Dichtbereich versehen ist. Der Elastomerwerkstoff wird nach dem Offenbarungsgehalt der US 6,530,711 B2 an das Verschlusselement anvulkanisiert. Durch eine derartige Ausbildung wird die Dichtung des Kugelgelenkes im Bereich seiner Öffnung in entscheidendem Maße verbessert. Nachteilig ist jedoch hierbei, dass Elastomere, wie beispielsweise Gummi, dazu neigen, zu altern. Dieser Alterungsprozess führt dazu, dass die Elastomerwerkstoffe ihr Volumen reduzieren und es
dadurch im Laufe der Zeit ebenfalls zu Undichtheiten kommen kann. Der Alterungsprozess wird beispielsweise darauf zurückgeführt, dass Elastomere Wachsanteile als Weichmacher enthalten, die im Laufe der Zeit infolge der Bewegungen des Gelenkzapfens relativ zum Gehäuse aus dem Elastomerwerkstoff austreten. Darüber hinaus sind Elastomere empfindlich gegenüber thermischen und chemischen Einflüssen. Insbesondere in einem Kraftfahrzeug sind chemische Einflüsse jedoch von besonderer Bedeutung. So beeinflussen beispielsweise Ozon oder Öl diese Werkstoffe, was sich auf ihre Lebensdauer nachteilig auswirkt.From US 6,530,711 B2 a generic ball joint is known, which provides a closure element as a closure element. This closure ring is made of a metallic material and is connected in the manner already described above by a peripheral region of the housing to be formed with the housing. The peculiarity of the known from this document locking ring is that the closure ring is provided both on the housing side and on the side of the pivot pin with a sealing material consisting of an elastomeric material. The elastomer material is vulcanized to the closure element according to the disclosure of US Pat. No. 6,530,711 B2. Such a design significantly improves the seal of the ball joint in the region of its opening. However, the disadvantage here is that elastomers, such as rubber, tend to age. This aging process causes the elastomer materials to reduce their volume and it This can also lead to leaks in the course of time. The aging process is attributed, for example, to the fact that elastomers contain wax components as plasticizers, which emerge over time as a result of the movements of the pivot pin relative to the housing made of the elastomer material. In addition, elastomers are sensitive to thermal and chemical influences. However, especially in a motor vehicle, chemical influences are of particular importance. For example, ozone or oil affect these materials, which adversely affects their life.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, dessen Korrosionsschutz insbesondere im Bereich der an dem Kugelgelenk vorhandenen Verschlusselemente gegenüber bekannten Lösungen verbessert ist, um damit die Lebensdauer des Kugelgelenkes insgesamt zu erhöhen. Hierfür ist eine möglichst einfache Ausführungsform zu entwickeln und ein Verfahren zur Bereitstellung des verbesserten Korrosionsschutzes an einem Kugelgelenk sowie an einem Verschlusselement anzugeben.The invention has for its object to provide a ball joint for motor vehicles, the corrosion protection is improved in particular in the area of existing on the ball joint closure elements over known solutions in order to increase the life of the ball joint as a whole. For this purpose, the simplest possible embodiment is to be developed and a method for providing the improved corrosion protection on a ball joint as well as on a closure element to be specified.
Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.The invention solves this problem with the features of the independent claims.
Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der sich jeweils anschließenden Unteransprüche .Further embodiments are the subject of each subsequent sub-claims.
Ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug mit einem Gelenkzapfen, der mit seiner sphäroiden Lagerfläche dreh- und schwenkbar in einem zumindest mit einer Öffnung versehenen Gehäuse gelagert ist, wobei ein Verschlusselement die Öffnung des Gehäuses zumindest partiell abdeckt, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass zwischen Verschlusselement und einer korrespondierenden Kontaktfläche des Gehäuses eine Versiegelungsschicht oder eine Kunststofflamimerung beziehungsweise eine Dichtmasse vorhanden ist.A ball joint for a motor vehicle with a pivot pin, which is rotatably supported with its spherical bearing surface in a housing provided with at least one opening, wherein a closure element at least partially covers the opening of the housing, according to the invention further developed such that between closure element and a Corresponding contact surface of the housing, a sealing layer or a Kunststoffimamimerung or a sealant is present.
Erfindungsgemäß ergeben sich mehrere Möglichkeiten der Beschichtung mit der Versiegelungsschicht, der Kunststofflamimerung oder der Dichtmasse. So kann die Beschichtung nur am Verschlusselement, nur im Kontaktbereich des Gehäuses oder an beiden, korrespondierenden Oberflächen, das heißt, sowohl am Verschlusselement, als auch am Gehäuse vorgesehen werden.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung unterhalb des umgeformten Randbereiches des Gehäuses kapillarfüllend wirkt, was bedeutet, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung sich derart mit dem umgeformten Randbereich des Gehäuses verbindet, dass in diesem kritischen Teil des Kugelgelenkes keine Unterwanderungen durch Feuchtigkeit oder Verunreinigungen mehr gegeben sind, weil auch feinste Strukturen der angrenzenden Oberfläche mit der Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung ausgefüllt werden. Hierin besteht auch der wesentliche Unterschied zu den Elastomerwerkstoffen, die eben diese kapillarfüllende Wirkung nicht ermöglichen. Damit gestattet diese Ausführung eine sichere und zuverlässige Abdichtung bezogen auf den gesamten Gehäuseumfang. Dieser Umstand kann auf die besonderen Eigenschaften einer Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflaminierung beziehungsweise einer Dichtmasse zurückgeführt werden. Zu nennen sind hier nur beispielhaft die Elastizität und die adhäsiven Eigenschaften, die selbst bei teilweiser Aushärtung erhalten bleiben.According to the invention, there are several possibilities of coating with the sealing layer, the plastic filament or the sealing compound. Thus, the coating can only be provided on the closure element, only in the contact region of the housing or on both, corresponding surfaces, that is to say both on the closure element and on the housing. An advantage of the invention is that the sealing layer or the plastic lamination below the deformed edge region of the housing acts capillary filling, which means that the sealing layer or the plastic lamination so connects to the deformed edge region of the housing, that in this critical part of the ball joint no sub-migrations due to moisture or impurities, because even the finest structures of the adjacent surface are filled with the sealing layer or the plastic lamination. This is also the essential difference to the elastomer materials that do not allow this capillary filling effect. Thus, this design allows a safe and reliable seal based on the entire housing circumference. This fact can be attributed to the special properties of a sealing layer or a plastic lamination or a sealing compound. To name just here are the elasticity and the adhesive properties, which are retained even when partially cured.
Versuche haben gezeigt, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung beziehungsweise die Dichtmasse den an ein Kugelgelenk in Kraftfahrzeugen gestellten Belastungen problemlos standhält .Experiments have shown that the sealing layer or the plastic lamination or the sealant easily withstands the loads imposed on a ball joint in motor vehicles.
Ein ganz besonderer Vorteil ergibt sich auch dadurch, dass für den Fall, dass die Verschlusselemente aus Stahlblechteilen bestehen, sogar vollständig auf eine galvanische Beschichtung der Verschlusselemente verzichtet werden kann. Das kostenintensive galvanische Beschichtungsverfahren nicht mehr anwenden zu müssen, bringt weitere fertigungstechnische und damit wirtschaftliche Vorteile bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes mit sich.A very particular advantage also results from the fact that in the event that the closure elements are made of sheet steel parts, even a complete galvanic coating of the closure elements can be dispensed with. The cost-intensive galvanic coating process no longer having to apply, brings more manufacturing technology and thus economic advantages in the production of a ball joint according to the invention with it.
Darüber hinaus ist es jedoch auch möglich, durch die Beschichtung des Verschlusselementes mit einer Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflaminierung beziehungsweise durch das Vorsehen einer Dichtmasse Toleranzen innerhalb des Kugelgelenkes auszugleichen. Dabei ist insbesondere an herstellungsbedingte Toleranzen der Bauteile gedacht, aber auch an Toleranzen, die sich zum Beispiel infolge thermischer Einflüsse oder auf Grund sich einstellenden Verschleißes im Laufe der Lebensdauer eines Kugelgelenkes ergeben können. Die Versiegelungsschicht,
die Kunststofflamimerung beziehungsweise die Dichtmasse weisen zudem keine für die Erfindung relevanten flüchtigen Bestandteile auf. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist somit eine gleichbleibende Qualität über eine insgesamt verlängerte Lebensdauer zu erreichen.In addition, however, it is also possible to compensate for tolerances within the ball joint by the coating of the closure element with a sealing layer or a plastic lamination or by the provision of a sealant. It is especially thought of manufacturing tolerances of the components, but also to tolerances that may result, for example, due to thermal influences or due to adjusting wear during the life of a ball joint. The sealing layer, The Kunststoffimamimerung or the sealant also have no relevant to the invention volatile components. The solution according to the invention thus achieves consistent quality over an overall extended service life.
Hinsichtlich der Montage des Kugelgelenkes hat sich keine Änderung ergeben, so dass der Aufwand zur Herstellung eines Kugelgelenkes weitgehend gleich bleibend ist.With regard to the assembly of the ball joint, no change has been made, so that the cost of producing a ball joint is largely consistent.
Durch die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflamimerung beziehungsweise die Dichtmasse sind zudem keinerlei negative Einflüsse auf die Reibungswerte innerhalb des Kugelgelenkes und die am Gelenkzapfen zu messenden Drehmomente oder auf Elastizitätswerte zwischen den Gelenkbauteilen zu verzeichnen. Damit können die für ein Kugelgelenk wesentlichen Qualitätskriteπen bei verbesserter Abdichtung beibehalten werden .The sealing layer or the Kunststoffimamimerung or the sealant also have no negative effects on the friction values within the ball joint and the torques to be measured on the pivot pin or on elasticity values between the joint components recorded. Thus, the quality criteria essential for a ball joint can be maintained with improved sealing.
Eine erste Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Verschlusselement ein wenigstens einseitig mit der Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflamimerung versehenes Blechbauteil ist. Dieser Lösungsgedanke schließt selbstverständlich auch eine beidseitige Ausführung mit ein, sodass in diesem Fall eine Beschichtung auf der Innen- und der Außenseite des Verschlusselementes vorhanden ist.A first embodiment of the invention consists in that the closure element is a sheet-metal component provided at least on one side with the sealing layer or a plastic filament. Of course, this solution idea also includes a two-sided design, so that in this case there is a coating on the inside and the outside of the closure element.
Neben der Möglichkeit, das Verschlusselement nur einseitig, also beispielsweise auf der Außenseite mit einer Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflamimerung zu versehen, geht eine weitere Lösung dahin, das Verschlusselement vollständig mit der Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflamimerung zu umhüllen. Dadurch vereinfacht sich insgesamt dessen Herstellung, weil das Verschlusselement beispielsweise mittels eines Tauch- oder Spritzverfahrens in großen Stückzahlen hergestellt werden kann. Die beiderseitige Beschichtung beziehungsweise die vollständige Umhüllung des Verschlusselementes bringt entscheidende Vorteile mit sich. So ist es auf diese Weise auch möglich, mittels des Verschlusselementes eine Fixierung einer zwischen der sphäroiden Lagerfläche des Gelenkzapfens und der korrespondierenden Aufnahme im Gehäuse vorhandenen Lagerschale zu gewährleisten. Die damit geschaffene Fixierung bewirkt gleichfalls eine Verdrehsicherung der Lagerschale.
Ferner kann die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflamimerung als beidseitig am Verschlusselement ausgebildete Schicht wie ein Nachstellelement bei beginnendem Kugelgelenkverschleiß wirken, wodurch auch ein Toleranzausgleich gegeben ist. Die Tangentensteigung im Kraftnulldurchgang der Elastizitätshysterese wird steiler.In addition to the possibility of providing the closure element only on one side, that is to say, for example, on the outside with a sealing layer or a plastic filing, another solution is to completely enclose the closure element with the sealing layer or a plastic filing. This overall simplifies its manufacture, because the closure element can be produced in large quantities, for example by means of a dipping or spraying process. The mutual coating or the complete enclosure of the closure element brings decisive advantages. Thus, it is also possible in this way, by means of the closure element to ensure a fixation between the spherical bearing surface of the pivot pin and the corresponding receptacle in the housing existing bearing shell. The thus created fixation also causes a rotation of the bearing shell. Furthermore, the sealing layer or the Kunststoffimamimerung acting as both sides of the closure element layer act as an adjusting element at the beginning ball joint wear, whereby a tolerance compensation is given. The tangential slope in the Kraftnulldurchgang the elasticity hysteresis is steeper.
Für die Umsetzung einer Verdrehsicherung der Lagerschale oder eines Toleranzausgleiches ist es von besonderer Bedeutung, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflamimerung beziehungsweise die Dichtmasse eine elastische Eigenschaften aufweisende Schicht ist.For the implementation of an anti-rotation of the bearing shell or a tolerance compensation, it is of particular importance that the sealing layer or the Kunststoffparamimerung or the sealant is a layer having elastic properties.
Die für die Erfindung erforderlichen Eigenschaften einer Versiegelungsschicht weisen beispielsweise Epoxydharze oder Acrylharze auf. Diese lassen sich leicht verarbeiten und sind dauerhaft haltbar sowie beständig gegen chemische und thermische Einflüsse. Damit sind sie für den erfindungsgemäßen Zweck optimal geeignet.The properties of a sealing layer required for the invention include, for example, epoxy resins or acrylic resins. These are easy to process and are durable and resistant to chemical and thermal influences. Thus they are optimally suited for the purpose of the invention.
Die Kunststofflamimerung kann hingegen aus Polypropylen (PP) , Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyethylen (PE) bestehen.The Kunststoffimamimerung, however, may consist of polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyethylene (PE).
Eine Weiterführung dieses Erfindungsgedankens besteht ferner darin, dass als Versiegelungsschicht oder Kunststofflamimerung ein Werkstoff zum Einsatz kommt, wie er in der Lebensmittelindustrie, bei der Verarbeitung von Blechdosen für Konserven Verwendung findet. Eine derartige Beschichtung besteht zum Beispiel aus Bisphenol-A-Diglyzidether . Dieser Werkstoff weist die für ein Kugelgelenk geforderten Eigenschaften auf. Er ist chemisch beständig, neutral und kann gut auf die Verschlusselemente aufgetragen werden. Eine dauerhaft zuverlässige Verbindung mit dem Werkstoff des Verschlusselementes ist in jedem Fall gegeben. Darüber hinaus reicht die gegebene Elastizität dieses Werkstoffes aus, die an das Kugelgelenk gestellten Anforderungen bezüglich seiner Dichtheit zu erfüllen .A continuation of this inventive idea further consists in that as a sealing layer or Kunststofflamimerung a material is used, as it is used in the food industry, in the processing of tin cans for canning. Such a coating consists for example of bisphenol A diglycidyl ether. This material has the properties required for a ball joint. It is chemically resistant, neutral and can be applied well to the fasteners. A permanently reliable connection with the material of the closure element is given in any case. In addition, the given elasticity of this material is sufficient to meet the requirements imposed on the ball joint with respect to its tightness.
Für die Beschichtung des Verschlusselementes mit einer Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflamimerung werden Schichtstärken zwischen 20 und 80 μm vorgesehen. Besonders vorteilhafte Lösungen haben gezeigt, dass eine Schichtstärke von etwa 25 μm zu bevorzugen ist.
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung bereits vor der durch ein Stanz- oder Tiefziehverfahren erzeugten, endgültigen Formgebung auf das Verschlusselement aufgebracht ist.For the coating of the closure element with a sealing layer or a plastic filament layer thicknesses between 20 and 80 microns are provided. Particularly advantageous solutions have shown that a layer thickness of about 25 microns is preferable. A further solution according to the invention consists in that the sealing layer or the plastic lamination is already applied to the closure element before the final shaping produced by a stamping or deep drawing process.
Vorzugsweise ist dieses Blechbauteil auch auf beiden Seiten mit der entsprechenden Versiegelungsschicht oder Kunststofflaminierung versehen, so dass mit der Festlegung im Gehäuse eine Art "doppelte" Dichtung entsteht, die folglich auf der Ober- und der Unterseite des Verschlusselements vorhanden ist. Zudem benötigt das Verschlusselement auf diese Weise auch keine separate galvanische Oberflächenbeschichtung als Korrosionsschutz.Preferably, this sheet metal component is also provided on both sides with the corresponding sealing layer or Kunststofflaminierung, so that the definition in the housing creates a kind of "double" seal, which is therefore present on the top and the bottom of the closure element. In addition, the closure element requires in this way no separate galvanic surface coating as corrosion protection.
Zur Festlegung des Verschlusselementes in dem Gehäuse ist vorgesehen, dass das Verschlusselement des montierten Kugelgelenkes unter Zwischenlage der Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung beziehungsweise der Dichtmasse an der korrespondierenden Kontaktfläche des Gehäuses anliegt und durch einen umgeformten Randbereich des Gehäuses fest und dichtend mit dem Gehäuse verbunden ist. Damit wird eine dauerhafte und beständige Verbindung der genannten Bauteile geschaffen. Das Verschlusselement weist erfindungsgemäß eine Abdichtung auf, deren Eigenschaften die einer Stoffschlüssigen Verbindung sind.For fixing the closure element in the housing, it is provided that the closure element of the assembled ball joint bears against the corresponding contact surface of the housing with the interposition of the sealing layer or the plastic lamination or the sealing compound and is firmly and sealingly connected to the housing by a deformed edge region of the housing. This creates a permanent and stable connection of said components. According to the invention, the closure element has a seal whose properties are that of a cohesive connection.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Gehäuse im Bereich der Kontaktfläche mindestens eine Nut zur Aufnahme der beim Umformen des Randbereiches des Gehäuses verformten Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung beziehungsweise der Dichtmasse aufweist. In diese Nut kann die Versiegelungsschicht, Kunststofflaminierung oder die Dichtmasse sich während der Verformung ausbreiten. Damit wird einerseits ein gezieltes Ausweichen überschüssigen Werkstoffes ermöglicht. Zum anderen kann durch die Nut eine zusätzliche Verbesserung der Dichtwirkung in diesem kritischen Bereich des Gehäuses eines Kugelgelenkes erreicht werden.A further embodiment of the invention consists in that the housing has at least one groove in the region of the contact surface for receiving the sealing layer or the plastic lamination or the sealing compound deformed during forming of the edge region of the housing. In this groove, the sealing layer, plastic lamination or the sealant may spread during deformation. Thus, on the one hand, a targeted evasion of excess material is made possible. On the other hand, an additional improvement of the sealing effect in this critical region of the housing of a ball joint can be achieved by the groove.
Bevorzugt wird die Nut entlang des gesamten Gehäuseumfanges, also umlaufend ausgeführt. Somit kann gewährleistet werden, dass ohne Unterbrechungen ausreichend Raum zum Ausweichen für überschüssiges Material der Versiegelungsschicht, Kunststofflaminierung oder der Dichtmasse zur Verfügung steht.
Die Dichtmasse lässt sich auf das Verschlusselement oder das Gehäuse in einfacher Weise auftragen oder aufspritzen. Darüber hinaus kann vorgesehen werden, die Dichtmasse mittels eines Schleuderverfahrens aufzubringen .Preferably, the groove along the entire circumference of the housing, so running around. Thus, it can be ensured that sufficient space is available for dodging excess material of the sealing layer, plastic lamination or the sealing compound without interruptions. The sealant can be applied or sprayed on the closure element or the housing in a simple manner. In addition, it can be provided to apply the sealant by means of a spin coating process.
Das Verschlusselement kann durch Spritzen oder Tauchen mit der Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflaminierung versehen werden. Eine weitere, sehr vorteilhafte Möglichkeit besteht jedoch darin, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung mittels eines Trommelverfahrens auf das Verschlusselement aufgebracht wird. Das Trommelverfahren ist ein besonders einfaches Beschichtungsverfahren und ermöglicht eine zeitgleiche Herstellung von Verschlusselementen in großer Stückzahl, so dass die Produktion derartiger Verschlusselemente sehr wirtschaftlich erfolgt.The closure element can be provided with the sealing layer or a plastic lamination by spraying or dipping. However, another very advantageous possibility is that the sealing layer or the plastic lamination is applied to the closure element by means of a tumbling process. The drum method is a particularly simple coating method and enables a simultaneous production of closure elements in large numbers, so that the production of such closure elements is very economical.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Verschlusselement sowohl ein Verschlussdeckel sein, der geeignet ist, die Öffnung im Gehäuse des Kugelgelenkes vollständig zu verschließen, als auch ein Verschlussring, wie er zum Beispiel zur Aufnahme des Randbereiches eines Dichtungsbalges in dem Gehäuse zum Einsatz kommt.According to one embodiment of the invention, the closure element may be both a closure lid, which is suitable to completely close the opening in the housing of the ball joint, as well as a closure ring, as used for example for receiving the edge region of a sealing bellows in the housing.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes besteht darin, dass mittels eines Schleuderverfahrens das mit der Dichtmasse zu versehende Gehäuse oder das Verschlusselement in Rotation versetzt wird, um dabei die Dichtmasse auf den hierzu vorgesehenen Bereich des Gehäuses oder des Verschlusselementes aufzuspritzen.An inventive method for producing a ball joint is that by means of a centrifugal process to be provided with the sealant housing or the closure element is set in rotation to thereby aufzuspritzen the sealant on the space provided for this purpose of the housing or the closure element.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Verschlusselementes für ein Kugelgelenk, bei dem das Verschlusselement ein Verschlussdeckel ist, der mit der Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung versehen wird, ist dadurch möglich, dass auf der zu beschichtenden Seite zunächst ein Tropfen der Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflaminierung aufgebracht wird, um anschließend den Verschlussdeckel in einer Trommel in Rotation zu versetzen, so dass infolge der auf den Verschlussdeckel einwirkenden Zentrifugalkraft die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung gleichmäßig über dessen Oberfläche verteilt wird. Das Trommelverfahren eignet sich in besonders vorteilhafter Weise zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Verschlusselemente. Es ermöglicht eine sehr gleichmäßige Beschichtung mit der Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflaminierung . Es ist auch eine nachträgliche Beschichtung beschädigter Verschlusselemente ohne Weiteres mittels eines Trommelverfahrens möglich.A further method according to the invention for producing a closure element for a ball joint, in which the closure element is a closure lid provided with the sealing layer or the plastic lamination, is possible in that a drop of the sealing layer or a plastic lamination is first applied to the side to be coated for subsequently rotating the closure lid in a drum such that, as a result of the centrifugal force acting on the closure lid, the sealing layer or the plastic lamination is evenly distributed over the surface thereof. The drum method is suitable in a particularly advantageous manner for the production of the inventive Closure elements. It allows a very uniform coating with the sealing layer or a plastic lamination. It is also a subsequent coating of damaged closure elements readily possible by means of a drum process.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Verschlussdeckel bis zur Trocknung der Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung mit einem an seinem Außenumfang umlaufenden, zur Beschichtungsseite erhabenen Rand versehen ist, der vor der Festlegung des Verschlussdeckels am Kugelgelenk abgetrennt wird. Dieser erhabene Rand dient dazu, die sich vom Zentrum des Verschlusselementes zu seinem Rand ausbreitende, zunächst tropfenförmige Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflaminierung daran zu hindern, sich insgesamt von dem Verschlusselement abzulösen.An embodiment of the method provides that, until the sealing layer or the plastic lamination is dried, the closure lid is provided with a rim which extends on its outer circumference and is raised to the coating side, which edge is severed at the ball joint prior to fixing the closure lid. This raised edge serves to prevent the initially teardrop-shaped sealing layer or plastic lamination spreading from the center of the closure element to its edge from detaching altogether from the closure element.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung des Prinzips der Erfindung. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Pπnzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile oder Elemente verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile oder Elemente bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments shown are not limiting to the illustrated variants, but are merely illustrative of the principle of the invention. In order to be able to illustrate the mode of operation according to the invention, only highly simplified partial representations are shown in the figures, in which the components or elements which are not essential to the invention have been dispensed with. However, this does not mean that such components or elements are not present in a solution according to the invention.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 ausschnittsweise einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes1 shows a detail of a section through an inventive
Kugelgelenk im Bereich des Verschlusselementes inBall joint in the region of the closure element in
Explosivdarstellung, Figur 2 ausschnittsweise einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßesFIG. 2 is a fragmentary sectional view of an inventive device. FIG
Kugelgelenk nach Figur 1, jedoch im montierten Zustand, Figur 3 ausschnittsweise einen Schnitt durch eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes im Bereich desBall joint according to Figure 1, but in the assembled state, Figure 3 is a detail of a section through a second embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
Verschlusselementes in Explosivdarstellung, Figur 4 ausschnittsweise einen Schnitt durch eine dritte Variante eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes im Bereich des4 shows a detail of a section through a third variant of a ball joint according to the invention in the region of
Verschlusselementes in Explosivdarstellung, Figur 5 ausschnittsweise einen Schnitt durch eine vierte Ausführung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes im Bereich des5 shows a detail of a section through a fourth embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
Verschlusselementes in Explosivdarstellung,
Figur 6 die Darstellung des montierten Kugelgelenkes der Ausführungen der Figuren 3 bis 5, Figur 7 ausschnittsweise einen Schnitt durch eine fünfte Ausführung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes im Bereich desClosure element in explosive representation, Figure 6 shows the representation of the mounted ball joint of the embodiments of Figures 3 to 5, Figure 7 shows a detail of a section through a fifth embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
Verschlusselementes in Explosivdarstellung, Figur 8 ausschnittsweise einen Schnitt durch eine sechste Ausführung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes im Bereich des8 shows a detail of a section through a sixth embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
Verschlusselementes in Explosivdarstellung, Figur 9 ausschnittsweise einen Schnitt durch eine siebente Ausführung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes im Bereich des9 shows a detail of a section through a seventh embodiment of a ball joint according to the invention in the region of
Verschlusselementes in Explosivdarstellung, Figur 10 ausschnittsweise einen Schnitt durch eine achte Ausführung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes im Bereich desFIG. 10 shows a detail of a section through an eighth embodiment of a ball joint according to the invention in the area of the closure element
Verschlusselementes in Explosivdarstellung.Closure element in explosive representation.
Das in Figur 1 gezeigte Kugelgelenk weist einen Gelenkzapfen 1 auf, der über eine sphäroide, also kugelige Lagerfläche 2 verfügt. Die sphäroide Lagerfläche 2 des Gelenkzapfens 1 ist in einer Lagerschale 10 dreh- und kippbar gelagert, die ihrerseits in einem Gehäuse 4 aufgenommen ist. Mit dieser Anordnung wird eine Relativbewegung zwischen dem Gelenkzapfen 1 und dem Gehäuse 4 des Kugelgelenkes möglich. Das Gehäuse 4 weist eine Öffnung 3 auf, durch die die Lagerschale 10 sowie der Gelenkzapfen 1 in das Gehäuse 4 eingesetzt werden können, um somit das Kugelgelenk zu montieren. An dem Außenumfang des Gehäuses 4 ist ferner ein Randbereich 8 vorhanden, der bei dem dargestellten Beispiel in Figur 1 kreiszylindrisch ausgeführt ist und derart von dem Gehäuse absteht, dass die vorerwähnte Montage der inneren Gelenkbauteile ungehindert möglich ist. Bei dem Beispiel in Figur 1 steht der Randbereich vertikal. Im oberen Bildteil der Explosivdarstellung in Figur 1 ist ein Verschlusselement 5 in Form eines Verschlussringes gezeigt. Dieser Verschlussring 5 ist etwa L-förmig gestaltet und dient nach der Montage des Kugelgelenkes zur Aufnahme des Randbereiches eines hier nicht dargestellten Dichtungsbalges. An der Unterseite des Verschlussringes 5 ist an dessen etwa waagerecht abragendem Schenkel eine Versiegelungsschicht oder eineThe ball joint shown in Figure 1 has a pivot pin 1, which has a spheroidal, ie spherical bearing surface 2. The spheroid bearing surface 2 of the pivot pin 1 is rotatably mounted and tiltable in a bearing shell 10, which in turn is accommodated in a housing 4. With this arrangement, a relative movement between the pivot pin 1 and the housing 4 of the ball joint is possible. The housing 4 has an opening 3, through which the bearing shell 10 and the pivot pin 1 can be inserted into the housing 4, so as to mount the ball joint. On the outer circumference of the housing 4 there is also an edge region 8, which in the example shown in FIG. 1 is circular-cylindrical and protrudes from the housing in such a way that the above-mentioned assembly of the inner joint components is unhindered. In the example in FIG. 1, the edge region is vertical. In the upper part of the image of the exploded view in Figure 1, a closure element 5 is shown in the form of a closure ring. This locking ring 5 is designed approximately L-shaped and is used after assembly of the ball joint for receiving the edge region of a sealing bellows, not shown here. At the bottom of the closure ring 5 is at its approximately horizontally abragendem leg a sealing layer or a
Kunststofflaminierung 6 vorhanden. Der Verschlussring 5 weist ferner eine Breite auf, die sowohl eine Fixierung der Lagerschale 10, als auch seine sichere Befestigung an einer korrespondierenden Kontaktfläche 7 des Gehäuses 4 ermöglicht. Im Übergangsbereich zwischen dem Randbereich 8 zu der Kontaktfläche 7 befindet sich eine Nut 9, deren Funktion im Anschluss
noch näher beschrieben wird.Plastic lamination 6 available. The closure ring 5 also has a width which allows both a fixation of the bearing shell 10, as well as its secure attachment to a corresponding contact surface 7 of the housing 4. In the transition region between the edge region 8 to the contact surface 7 is a groove 9, whose function in the connection will be described in more detail.
In der Figur 2 ist die in Figur 1 beschriebene Ausführungsvariante eines Kugelgelenkes dargestellt, wobei das Kugelgelenk hier bereits montiert ist. Dabei wurde der Verschlussring 5 auf die korrespondierende Kontaktfläche 7 des Gehäuses 4 aufgesetzt. Die an der Unterseite des L-förmig gestalteten Verschlussringes 5 vorhandene Versiegelungsschicht oder Kunststofflaminierung 6 liegt dabei unmittelbar auf der Kontaktfläche 7 des Gehäuses 4 sowie an einem Abschnitt der Oberseite der Lagerschale 10 an. Der Randbereich 8 des Gehäuses 4 ist, wie dies aus der Figur 2 ebenfalls erkennbar wird, umgeformt worden, so dass ein Teil des Schenkels des Verschlussringes 5 von diesem Randbereich 8 umschlossen ist. Die Nut 9 dient dazu, während des Umformvorganges des Randbereiches 8 des Gehäuses 4 einen Teil der sich verformenden Versiegelungsschicht oder Kunststofflaminierung 6 aufzunehmen und ist hier als umlaufende Nut 9 ausgeführt. Die Nut 9 erfüllt eine Doppelfunktion, da sie einerseits eine Verbesserung der Dichtwirkung in diesem Bereich ermöglicht, und andererseits überschüssiges Material der Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung 6 aufnimmt.In the figure 2, the embodiment of a ball joint described in Figure 1 is shown, wherein the ball joint is already mounted here. The closure ring 5 was placed on the corresponding contact surface 7 of the housing 4. The existing on the underside of the L-shaped closure ring 5 sealing layer or Kunststoffflaminierung 6 lies directly on the contact surface 7 of the housing 4 and at a portion of the top of the bearing shell 10 at. The edge region 8 of the housing 4, as can also be seen from FIG. 2, has been reshaped, so that part of the leg of the closure ring 5 is enclosed by this edge region 8. The groove 9 serves to receive a portion of the deforming sealing layer or plastic lamination 6 during the forming process of the edge region 8 of the housing 4 and is designed here as a circumferential groove 9. The groove 9 fulfills a dual function, since on the one hand it enables an improvement of the sealing effect in this area, and on the other hand absorbs excess material of the sealing layer or of the plastic lamination 6.
Die Figur 3 zeigt eine weitere Explosivdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes. Hierbei ist im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Darstellungen eine Dichtmasse 11 auf die Kontaktfläche 7 des Gehäuses 4 aufgebracht worden. Die übrigen Bauteile entsprechen im Wesentlichen dem bereits zuvor im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 erläuterten Beispiel.FIG. 3 shows a further exploded view of a second embodiment of a ball joint according to the invention. Here, in contrast to the previously described illustrations, a sealing compound 11 has been applied to the contact surface 7 of the housing 4. The remaining components essentially correspond to the example previously explained in connection with FIGS. 1 and 2.
In der Figur 4 ist ein weiteres Exemplar eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes in Explosivdarstellung dargestellt. Hierbei wurde im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Variante die Dichtmasse 11 unterhalb des als L-förmiger Verschlussring ausgeführten Verschlusselementes 5 aufgebracht.In the figure 4, another example of a ball joint according to the invention is shown in an exploded view. In this case, in contrast to the variant described above, the sealing compound 11 was applied below the closure element 5 designed as an L-shaped locking ring.
Eine weitere Möglichkeit für ein Kugelgelenk nach der Erfindung findet sich in der Figur 5. Hier weist der Verschlussring 5 auf seiner dem Gehäuse 4 zugewandten Seite eine Schicht der Dichtmasse 11 auf, die in der Darstellung mit der Bezugsziffer IIa bezeichnet wurde. Ferner ist auch an der korrespondierenden Kontaktfläche 7 des Gehäuses 4 eine entsprechende Dichtmasse IIb vorhanden.
Bei montiertem Kugelgelenk, wie es beispielhaft in der Figur 6 gezeigt ist, wird die Dichtmasse aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften im Kontaktbereich zwischen Verschlusselement 5 und Gehäuse 4 verteilt. Die Nut 9 dient dabei in der bereits erläuterten Weise als Reservoir und zusätzlicher Dichtbereich. Je nach Anordnung der Dichtmasse 11 am Verschlusselement 5 kann dabei auch ein Abschnitt der Oberseite der Lagerschale 10 mit dem Werkstoff der Dichtmasse 11 behaftet sein, was bei der Ausführung in Figur 6 nicht der Fall ist.Another possibility for a ball joint according to the invention can be found in Figure 5. Here, the closure ring 5 on its side facing the housing 4, a layer of the sealant 11, which has been designated in the illustration by the reference numeral IIa. Furthermore, a corresponding sealing compound IIb is also present on the corresponding contact surface 7 of the housing 4. When mounted ball joint, as shown by way of example in Figure 6, the sealant is distributed due to their elastic properties in the contact area between the closure element 5 and the housing 4. The groove 9 serves in the manner already explained as a reservoir and additional sealing area. Depending on the arrangement of the sealing compound 11 on the closure element 5, a section of the upper side of the bearing shell 10 can also be afflicted with the material of the sealing compound 11, which is not the case in the embodiment in FIG.
Weitere Ausführungen eines erfindungsgemäßen Kugelgelenkes sind in den Darstellungen 7 bis 10 gezeigt. Hierbei ist die Besonderheit von Bedeutung, dass die Versiegelungsschicht oder Kunststofflaminierung 6 an mehreren Seiten des Verschlusselementes 5 vorhanden ist. So stellen die Figur 7 am Beispiel eines Verschlussringes 5 und die Figur 9 am Beispiel eines Verschlussdeckels 5 jeweils eine Gestaltung dar, bei der das Verschlusselement 5 vollständig von der Versiegelungsschicht oder Kunststofflaminierung 6 umhüllt ist. Auf diese Weise kann eine „doppelte" Dichtung geschaffen werden, die das Kugelgelenk in besonderer Weise abdichtet .Further embodiments of a ball joint according to the invention are shown in the illustrations 7 to 10. Here, the peculiarity is important that the sealing layer or plastic lamination 6 is present on several sides of the closure element 5. For example, FIG. 7 uses the example of a closure ring 5 and FIG. 9 uses the example of a closure lid 5 to represent a design in which the closure element 5 is completely enveloped by the sealing layer or plastic lamination 6. In this way, a "double" seal can be created, which seals the ball joint in a special way.
Im Unterschied hierzu stellen die Figur 8 am Beispiel eines Verschlussringes 5 und die Figur 10 am Beispiel eines Verschlussdeckels 5 zwei Varianten dar, bei denen die Versiegelungsschicht oder Kunststofflaminierung 6 vor der Erzeugung der endgültigen Form des Verschlusselementes 5 auf dessen Oberfläche aufgebracht wurde. Durch das nachfolgende Bearbeitungsverfahren, bei dem es sich bevorzugt um ein Stanz- oder Tiefziehverfahren handelt, entstehen an denIn contrast to this, FIG. 8 illustrates, by the example of a closure ring 5 and FIG. 10 using the example of a closure lid 5, two variants in which the sealing layer or plastic lamination 6 was applied to the surface thereof before the final shape of the closure element 5 was produced. By the subsequent processing method, which is preferably a punching or deep drawing process, arise at the
Verschlusselementen Trennflächen 12, 13, 14, die nicht oder nur teilweise mit der Versiegelungsschicht oder Kunststofflaminierung 6 überzogen sind. In der Figur 8 handelt es sich um die Trennflächen 12 und 13 und in der Figur 10 um die Trennfläche 14. Bei Betrachtung der Figuren 9 und 10 ist augenfällig, dass die Versiegelungsschicht oder Kunststofflaminierung 6 hierbei einen Berührungskontakt zur Lagerfläche 2 des Gelenkzapfens 1 haben kann, was sich beispielsweise hinsichtlich eines Toleranz- oder Spielausgleiches positiv auswirkt.
BezugszeichenlisteClosure elements separating surfaces 12, 13, 14, which are not or only partially covered with the sealing layer or Kunststoffflaminierung 6. In FIG. 8, these are the parting surfaces 12 and 13 and, in FIG. 10, the parting surface 14. When looking at FIGS. 9 and 10, it is obvious that the sealing layer or plastic lamination 6 can come into physical contact with the bearing surface 2 of the pivot pin 1 , which has a positive effect, for example, in terms of tolerance or clearance compensation. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gelenkzapfen1 pivot pin
2 Sphäroide Lagerfläche2 spheroids storage area
3 Öffnung3 opening
4 Gehäuse4 housing
5 Verschlusselement5 closure element
6 Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflamimerung6 sealing layer or a Kunststoffimamimerung
7 Kontaktfläche7 contact surface
8 Randbereich8 border area
9 Nut9 groove
10 Lagerschale 11, IIa, IIb Dichtmasse10 bearing shell 11, IIa, IIb sealant
12 Trennfläche12 interface
13 Trennfläche13 separating surface
14 Trennfläche
14 interface
Claims
1. Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug mit einem Gelenkzapfen (1), der mit seiner sphäroiden Lagerfläche (2) dreh- und schwenkbar in einem zumindest mit einer Öffnung (3) versehenen Gehäuse (4) gelagert ist, wobei ein Verschlusselement (5) die Öffnung (3) des Gehäuses (4) zumindest partiell abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verschlusselement (5) und einer korrespondierenden Kontaktfläche (7) des Gehäuses (4) eine Versiegelungsschicht oder eine Kunststofflaminierung (6) beziehungsweise eine Dichtmasse (11) vorhanden ist.1. Ball joint for a motor vehicle with a pivot pin (1) which is rotatably and pivotally mounted with its spherical bearing surface (2) in a at least one opening (3) housing (4), wherein a closure element (5) the opening (3) of the housing (4) at least partially, characterized in that between the closure element (5) and a corresponding contact surface (7) of the housing (4) a sealing layer or a plastic lamination (6) or a sealing compound (11) is present.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (5) ein wenigstens einseitig mit einer Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung (6) versehenes Blechbauteil ist.2. Ball joint according to claim 1, characterized in that the closure element (5) is provided on at least one side with a sealing layer or the plastic lamination (6) sheet metal component.
3. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (5) vollständig von der Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung (6) umhüllt ist.3. Ball joint according to claim 1, characterized in that the closure element (5) is completely enveloped by the sealing layer or the Kunststoffflaminierung (6).
4. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung (6) beziehungsweise die Dichtmasse (11) eine elastische Eigenschaften aufweisende Schicht ist.4. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing layer or the plastic lamination (6) or the sealing compound (11) is a resilient properties layer.
5. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelungsschicht (6) ein Epoxydharz oder Acrylharz ist oder ein Bisphenol-A-Diglyzidether . 5. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing layer (6) is an epoxy resin or acrylic resin or a bisphenol A diglycidyl ether.
6. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofflaminierung (6) aus Polypropylen6. Ball joint according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plastic lamination (6) made of polypropylene
(PP) , Polytetrafluorethylen (PTFE) , Polyethylen (PE) oder Bisphenol-A-Diglyzidether besteht .(PP), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene (PE) or bisphenol A diglycidyl ether.
7. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung (6) eine Schichtstärke zwischen 20 und 80 μm, vorzugsweise jedoch von etwa 25 μm aufweist.7. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing layer or the Kunststoffflaminierung (6) has a layer thickness between 20 and 80 .mu.m, but preferably of about 25 microns.
8. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung (6) bereits vor der durch ein Stanz- oder Tiefziehverfahren erzeugten, endgültigen Formgebung auf das Verschlusselement (5) aufgebracht ist.8. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing layer or the Kunststofflaminierung (6) is already applied to the closure element (5) before the final shaping produced by a stamping or deep drawing process.
9. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (5) des montierten Kugelgelenkes unter Zwischenlage der Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung (6) beziehungsweise der Dichtmasse (11) an der korrespondierenden Kontaktfläche (7) des Gehäuses (4) anliegt und durch einen umgeformten Randbereich (8) des Gehäuses (4) fest und dichtend mit dem Gehäuse (4) verbunden ist.9. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element (5) of the assembled ball joint with the interposition of the sealing layer or the Kunststoffflaminierung (6) or the sealant (11) on the corresponding contact surface (7) of the housing (4). is applied and by a deformed edge region (8) of the housing (4) fixedly and sealingly connected to the housing (4).
10. Kugelgelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) im Kontaktbereich zwischen Verschlusselement (5) und Gehäuse (4) mindestens eine Nut (9) zur Aufnahme der beim Umformen des Randbereiches (8) des Gehäuses (4) verformten10. Ball joint according to claim 9, characterized in that the housing (4) in the contact area between the closure element (5) and housing (4) at least one groove (9) for receiving the deformed during forming of the edge region (8) of the housing (4)
Versiegelungsschicht oder Kunststofflaminierung (6) beziehungsweise zur Aufnahme der Dichtmasse (11) aufweist.Sealing layer or plastic lamination (6) or for receiving the sealant (11).
11. Kugelgelenk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut11. Ball joint according to claim 10, characterized in that the groove
(9) entlang des gesamten Gehäuseumfanges umlaufend ausgeführt ist.(9) is executed circumferentially along the entire circumference of the housing.
12. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse (11) mittels eines Schleuderverfahrens auf das Verschlusselement (5) aufgebracht ist. 12. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing compound (11) by means of a spin coating method on the closure element (5) is applied.
13. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung (6) mittels eines Trommelverfahrens auf das Verschlusselement (5) aufgebracht ist.13. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing layer or the Kunststoffflaminierung (6) by means of a drum process on the closure element (5) is applied.
14. Kugelgelenk nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (5) ein Verschlussdeckel oder ein Verschlussring ist.14. Ball joint according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element (5) is a closure cover or a closure ring.
15. Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes nach einem der vorstehend genannten Ansprüche mittels eines Schleuderverfahrens, wobei das mit der Dichtmasse (11) zu versehende Gehäuse (4) oder das Verschlusselement (5) in Rotation versetzt und dabei die Dichtmasse (11) auf den hierzu vorgesehenen Bereich des Gehäuses15. A method for producing a ball joint according to one of the above claims by means of a spin method, wherein the with the sealant (11) to be provided housing (4) or the closure element (5) set in rotation, while the sealant (11) on this provided area of the housing
(4) oder des Verschlusselementes (5) aufgespritzt wird.(4) or the closure element (5) is sprayed.
16. Verfahren zur Herstellung eines Verschlusselementes (5) für ein Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das Verschlusselement (5) ein mit der Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung (6) versehener Verschlussdeckel ist, auf dessen zu beschichtender Seite zunächst ein Tropfen der Versiegelungsschicht oder einer Kunststofflaminierung (6) aufgebracht wird, um den Verschlussdeckel (5) anschließend in einer Trommel in Rotation zu versetzen, sodass infolge der auf den Verschlussdeckel (5) einwirkenden Zentrifugalkraft die Versiegelungsschicht oder die Kunststofflaminierung (6) gleichmäßig über dessen Oberfläche verteilt wird.16. A method for producing a closure element (5) for a ball joint according to one of claims 1 to 14, wherein the closure element (5) is provided with the sealing layer or the Kunststoffflaminierung (6) closure lid, on its side to be coated first a drop the sealing layer or a plastic lamination (6) is applied to then rotate the closure lid (5) in a drum, so that due to the centrifugal force acting on the closure lid (5) evenly distributed over the surface of the sealing layer or the Kunststoffflaminierung (6) becomes.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussdeckel (5) bis zur Trocknung der Versiegelungsschicht oder der Kunststofflaminierung (6) mit einem an seinem Außenumfang umlaufenden, zur Beschichtungsseite erhabenen Rand versehen ist, der abgetrennt wird, bevor die Festlegung des Verschlussdeckels (5) am Kugelgelenk erfolgt. 17. The method according to claim 16, characterized in that the closure lid (5) to the drying of the sealing layer or the Kunststoffflaminierung (6) is provided with a circumferential on its outer periphery, raised to the coating side edge which is separated before the determination of the closure lid (5) takes place at the ball joint.
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