(57)【要約】  ジョイント開口を有するボールジョイントハウジングと、該ボールジョイントハウジング内に配置された、ジョイント開口を通って延びるボールスタッドとが設けられており、該ボールスタッドに軸部が一体成形されており、さらに、ボールスタッドの軸部に配置された支持リングと、シールエレメントとが設けられており、該シールエレメントが、支持リングと、ボールスタッドの軸部を取り囲む接続構成部材との間に配置されている形式の、有利には車両、特に自動車の走行機構の領域に使用するためのボールジョイントを、腐食現象によってボールスタッドの領域に不利な影響が与えられないように、ボールジョイントの機能性が比較的長い期間にわたって維持され続けるように改良したい。  このために、本発明によれば、シールエレメントが、弾性変形可能なかつ／または塑性変形可能な異形体（１５）として形成されており、該異形体（１５）の、力作用なしの有効な横断面が、なだらかに延びる湾曲させられた輪郭（１９）によって仕切られており、該輪郭（１９）が、組み付けられた状態で変形を受けており、該変形の結果、輪郭（１９）の少なくとも一部領域が、隣接するシールしたい領域（１０，１３，１４）に接触している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有利には車両、特に自動車の走行機構の領域に使用するためのボールジョイントであって、ジョイント開口を有するボールジョイントハウジングと、該ボールジョイントハウジング内に配置された、ジョイント開口を通って延びるボールスタッドとが設けられており、該ボールスタッドに軸部が一体成形されており、さらに、ボールスタッドの軸部に配置された支持リングと、シールエレメントとが設けられており、該シールエレメントが、支持リングと、ボールスタッドの軸部を取り囲む接続構成部材との間に配置されている形式のものにおいて、シールエレメントが、弾性変形可能なかつ／または塑性変形可能な異形体（１５）として形成されており、該異形体（１５）の、力作用なしの有効な横断面が、なだらかに延びる湾曲させられた輪郭（１９）によって仕切られており、該輪郭（１９）が、組み付けられた状態で変形を受けており、該変形の結果、輪郭（１９）の少なくとも一部領域が、隣接するシールしたい領域（１０，１３，１４）に接触していることを特徴とする、ボールジョイント。
【請求項２】
弾性変形可能なかつ／または塑性変形可能な異形体（１５）が、異形基体（１６）とシールセグメント（１８）とを有している、請求項１記載のボールジョイント。
【請求項３】
シールセグメント（１８）が、異形基体（１６）に対して半径方向に方向付けられて延びている、請求項２記載のボールジョイント。
【請求項４】
異形基体（１６）をシールセグメント（１８）に結合するために、移行領域（１７）が設けられている、請求項２または３記載のボールジョイント。
【請求項５】
移行領域（１７）のために、該移行領域（１７）に隣接するシールセグメント（１８）の弾性的な変位を許容する材料または材料組合せが設けられている、請求項４記載のボールジョイント。
【請求項６】
異形体（１５）が、結合面を有しており、該結合面を介して、異形体（１５）が、隣接する構成部材（５，１３）に結合されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項７】
隣接する構成部材が、支持リング（５）である、請求項６記載のボールジョイント。
【請求項８】
異形体（１５）と、隣接する構成部材（５，１３）との結合が、加硫または接着によって行われている、請求項６または７記載のボールジョイント。
【請求項９】
異形体（１５）が、当該ボールジョイントの組付けの準備中にボールスタッド（１）または支持リング（５）に位置決めされている、請求項６記載のボールジョイント。
【請求項１０】
異形体（１５）の位置決めが、該異形体（１５）の半径方向の拡張の結果、該当する構成部材（１，１０，５，１３）に対する形状接続および／または摩擦接続によって行われている、請求項９記載のボールジョイント。
【請求項１１】
支持リング（５）が、半径方向に延びるフランジ（１３）を有しており、該フランジ（１３）に、異形体（１５）の少なくとも１つのシールセグメント（１８）が、プリロード下で接触している、請求項１記載のボールジョイント。
【請求項１２】
支持リング（５）が、半径方向に延びるフランジ（１３）を有しており、該フランジ（１３）の、半径方向外側に位置する端面（２０）に、異形体（１５）の少なくとも１つのシールセグメント（１８）が、プリロード下で接触している、請求項１または１１記載のボールジョイント。
【請求項１３】
異形体（１５）が、少なくとも１つの安定化エレメント（２１）を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、有利には車両、特に自動車の走行機構の領域に使用するためのボールジョイントであって、ジョイント開口を有するボールジョイントハウジングと、該ボールジョイントハウジング内に配置された、ジョイント開口を通って延びるボールスタッドとが設けられており、該ボールスタッドに軸部が一体成形されており、さらに、ボールスタッドの軸部に配置された支持リングと、シールエレメントとが設けられており、該シールエレメントが、支持リングと、ボールスタッドの軸部を取り囲む接続構成部材との間に配置されている形式のものに関する。
【０００２】
ボールジョイントには、規則的に、ジョイント部材相互の相対運動を機能制限なしに、少なくとも該当するボールジョイントタイプに対する設定された使用期間にわたって保証する必要性がある。この場合、外的な影響、特に異物や湿分の侵入に対する十分なシールが付与されていなければならない。このためには、ボールジョイントのボールスタッドに配置された支持リングが使用される。この支持リングには、シールベローズのスタッド側のシールラビリンスを密に位置固定することができる。
【０００３】
これに相俟って、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７０５８４７号明細書に基づき、自動車に用いられるボールジョイントが公知である。この公知のボールジョイントは、このボールジョイントのハウジングと、ジョイントボールを支持するボールスタッドとの間に、弾性変形可能な材料から成るシールパッキンリングを有している。このシールパッキンリングの支承面と、ボールスタッドとの間には、このボールスタッドに固着した状態で配置された支持リングが使用されている。この支持リングはシールパッキンリングの支承面に形状接続的に係合している。
【０００４】
支持リングの領域でのシールは、この解決手段では、支持リングが、弾性的な材料から成る被覆層を備えていることによって行われている。
【０００５】
さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３００６７８号明細書に基づき、主として、ボールスタッドと、このボールスタッドのヘッドを保持するためのボールソケットと、ボールスタッドとボールソケットとの間に嵌め込まれた支承体とから成るボールジョイントが公知である。さらに、この公知のボールジョイントは保持リングを有している。この保持リングは、ボールスタッドの軸部の外周面に取り付けられた円筒状の部分と、フランジとを有している。このフランジは、保持リングの円筒状の部分の一方の端部から突出していて、スリーブの固定隆起部に密に接触している。
【０００６】
この解決手段の枠内では、保持リングがボールスタッドの軸部に取り付けられた領域がシール媒体で充填される。このシール媒体は液体として、この領域に設けられた切欠き内に入っている。
【０００７】
本発明の課題は、ボールジョイントを改良して、ボールジョイントの機能性が、ジョイントの実際の構造と無関係に、腐食現象によってボールスタッドの領域に不利な影響が与えられないように、比較的長い期間にわたって維持され続けるようにすることである。
【０００８】
本発明によれば、この課題は、前述した形式のボールジョイントにおいて、ジョイントスタッドの軸部のシールのために働くシールエレメントが、弾性変形可能なかつ／または塑性変形可能な異形体として形成されており、該異形体の、力作用なしの有効な横断面が、なだらかに延びる湾曲させられた輪郭によって仕切られており、該輪郭が、組み付けられた状態で変形を受けており、該変形の結果、輪郭の少なくとも一部領域が、隣接するシールしたい領域に接触していることによって解決される。
【０００９】
本発明は、異形体の、付与された弾性変形可能性および／または塑性変形可能性を根底にして、特に異形体の材料特性および幾何学的な構成、たとえば横断面の輪郭が適切に選択され、これによって、組付け位置と、異形体に加えられるプリロードとに関連して、要求されたシール作用が得られるという利点に結び付けられている。
【００１０】
異形体として形成されたシールエレメントの選択的なシール機能を実現するために、本発明の構成では、弾性変形可能なかつ／または塑性変形可能な異形体が、異形基体とシールセグメントとを有している。したがって、該当するシールセグメントは、特にその配置および結合の形式を介して、その都度獲得したいシール機能に固有に適合することができる。有利には、この場合、シールセグメントの少なくとも一部数が、異形基体に対してほぼ半径方向に延びている。
【００１１】
シールセグメントの変位特性の、使用に関連した制御、場合によっては、シールセグメントの規定された数に対する合致する応答特性の提供のために、異形基体とシールセグメントとを結合するために移行領域が設けられていてよい。この移行領域の構成と材料選択とは、各移行領域に隣接するシールセグメントの、弾性的なかつプリロードに関連した変位が付与されているように行われている。
【００１２】
本発明の有利な構成では、異形体が、結合面を有しており、該結合面を介して、異形体が、隣接する構成部材に結合されている。
【００１３】
隣接する構成部材は、有利には、ボールジョイントのボールスタッドに配置したい支持リングである。この場合、異形体と支持リングとの結合は、加硫または接着によって行われていてよい。
【００１４】
また、異形体を、ボールジョイントの組付けの準備中にボールスタッドの軸部または支持リングに位置決めする可能性もある。異形体の位置決めが、該異形体の半径方向の拡張の結果、該当する構成部材に対する形状接続および／または摩擦接続によって行われていると有利である。
【００１５】
本発明の別の有利な構成では、支持リングが、半径方向に延びるフランジを有しており、該フランジに、異形体の少なくとも１つのシールセグメントが、プリロード下で接触している。これに対して補足的ならびに択一的には、支持リングのフランジの、半径方向外側に位置する端面に、異形体の少なくとも１つのシールセグメントがプリロード下で接触していてよく、これによって、これを根底にして、冗長性のあるシールシステムを提供することができる。
【００１６】
規定された弾性・シール状況を提供するためには、異形体が安定化エレメントを有していてよい。この安定化エレメントは帯材または円形材料として形成されていてよく、シールセグメントへの移行領域の核構造の安定化およびシールセグメント自体の安定化のために働く。
【００１７】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１８】
図１に概略的に示したジョイント接続部は、当業者に自体周知のボールジョイントである。したがって、このボールジョイントの構造の図示は、最も重要なエレメントに限定してよい。
【００１９】
ボールジョイントは、主として、ボールスタッド１と、支承シェル２と、ハウジング３とから成っている。このハウジング３はボールスタッド１と支承シェル２とを少なくとも部分的に取り囲んでいる。ハウジング３からボールスタッド１への移行領域におけるボールジョイントのシールはシールベローズ４によって行われる。このシールベローズ４は、支持リング５と、円形緊締リング６と、平形緊締リング７とによってシール位置に保持され、ハウジング３に対するボールスタッド１の相対位置変化を可能にする。
【００２０】
ハウジング３自体は２つの部分から形成されていて、ハウジング基体８と閉鎖カバー９とを有している。この閉鎖カバー９は、ハウジング基体８内へのボールスタッド１の挿入後にハウジング３をボールスタッド１と反対の側で閉鎖する。
【００２１】
ボールスタッド１は、円錐形に延びる軸部１０を有している。この軸部１０は接続構成部材１１に形状接続的にかつ摩擦接続的に接続されていて、支持リング５を支持している。この支持リング５自体は、ボールスタッド１の軸部１０に接触するベースウェブ１２と、このベースウェブ１２に対して角度を成して延びるフランジ１３とから形成されている。
【００２２】
支持リング５のフランジ１３と、接続構成部材１１の基準面１４とは、プリロードがかけられたシールエレメント、つまり、予備荷重が加えられたシールエレメントによって少なくとも部分的に分離されている。このシールエレメントは異形体１５として形成されている。この異形体１５のシール作用はボールスタッド１の軸部１０の周面に対して半径方向の間隔を置いて生ぜしめられるので、腐食に対するボールスタッド１の有効な防護が達成される。
【００２３】
図２〜図４には、種々異なる異形体１５が、応力なしの状態だけでなく、ボールジョイント内でのプリロードがかけられた組付け位置でも示してある。異形体１５は、それぞれ移行領域１７を備えた異形基体１６を有している。移行領域１７には、シールセグメント１８が続いている。このシールセグメント１８によって、異形体１５のシール横断面の、シール作用に関して重要ななだらかに延びる輪郭１９が規定される。したがって、たとえば図２に示した異形体１５では、半径方向外側に位置する２つのシールセグメント１８が、支持リング５のフランジ１３と、接続構成部材１１の基準面１４との間に形成される第１のバリヤを一緒に形成し、第３および第４のシールセグメント１８が、プリロード下で密にボールスタッド１の軸部１０に接触することにより多重冗長性が付与されていることによって、特に有効なシール作用が得られる。
【００２４】
ボールスタッド１の軸部１０のシールは、シールセグメント１８を備えた異形体１５では、主として、該当するシールセグメント１８の、力作用下で行われる圧縮または曲げによって達成され、移行領域１７の存在時でも、この移行領域１７の弾性的な特性に基づくシールセグメント１８の変位によって達成される。
【００２５】
図３に示した、長く伸ばされて形成された異形体１５では、シールセグメント１８が大きな体積で形成されており、これによって、一方では、片方のシールセグメント１８がボールスタッド１の軸部に面状に当て付けられており、他方では、このシールセグメント１８と反対の側に位置するシールセグメント１８が支持リング５のフランジ１３を取り囲んでいて、このフランジ１３の端面２０に当て付けられている。
【００２６】
この場合、選択された構成と無関係に、シールセグメント１８の各シール位置に所望のシール作用を獲得しかつシールセグメント１８の協働を介して、冗長性のあるシールシステムを提供するために、種々異なる形で形成されたシールセグメント１８を１つの異形体１５に組み合わせることは本発明の枠内にある。
【００２７】
図４に含まれた異形体１５の特殊性は、特に移行領域１７が、なだらかに延びる曲率半径で異形基体１６とシールセグメント１８とに移行しており、これによって、異形基体１６の弾性的な特性が全ての異形体１５のシール作用を一緒に規定することにある。
【００２８】
図５には、異形体１５の別の有利な横断面形状の選択が示してある。これらの横断面形状は有効なシール作用を達成させる。選択的にシールセグメント１８と移行領域１７とを異形基体１６に対して有する形状が選択されており、異形体１５の使用事例に関してシールセグメント１８が省略されてよいような形状も選択されている。具体的な使用事例および所望のシール作用に関連して、異形体１５が安定化エレメント２１を備えていることは本発明の枠内にある。
【００２９】
本発明の枠内で提案された、異形体として形成されたシールエレメントを根底にして、ボールジョイントの組付け場所および必要となるシール機能に関連して、その都度適切なシールエレメントを選択することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による異形体を備えた、ボールジョイントとして形成されたジョイント接続部の概略図である。
【図２】図１に部分Ｘで示した、組み付けられた状態ひいてはプリロードがかけられた状態にある、第１の横断面輪郭を備えた異形体の詳細図である。
【図３】図１に部分Ｘで示した、組み付けられた状態ひいてはプリロードがかけられた状態にある、第２の横断面輪郭を備えた異形体の詳細図である。
【図４】図１に部分Ｘで示した、組み付けられた状態ひいてはプリロードがかけられた状態にある、第３の横断面輪郭を備えた異形体の詳細図である。
【図５】プリロードがかけられていない別の異形体の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ボールスタッド、  ２  支承シェル、  ３  ハウジング、  ４  シールベローズ、  ５  支持リング、  ６  円形緊締リング、  ７  平形緊締リング、  ８  ハウジング基体、  ９  閉鎖カバー、  １０  軸部、  １１  接続構成部材、  １２  ベースウェブ、  １３  フランジ、  １４  基準面、  １５  異形体、  １６  異形基体、  １７  移行領域、  １８  シールセグメント、  １９  輪郭、  ２０  端面、  ２１  安定化エレメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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