(57)【要約】【課題】ボールスタッドへ押し付けられたリング体を有するボールスタッドで形成された、安価でプロセス信頼性をもって製造可能なアセンブリを提供すること。【解決手段】ボールジョイント２０用のボールスタッド２１であって、当該ボールスタッド２１へ押し付けられたリング体２２を有し、ボールスタッド２１とリング体２２の間で作用し、変形エッジ部２３として形成された、少なくとも１つの周設された脱落防止部によって、リング体２２がボールスタッド２１に固定されているボールスタッド２１において、少なくとも１つの変形エッジ部２３が、ボールスタッド２１と一体的に形成されている。
2018524531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールジョイント（２０）用のボールスタッド（２１）であって、当該ボールスタッド（２１）へ押し付けられたリング体（２２）を有し、前記ボールスタッド（２１）と前記リング体（２２）の間で作用し、変形エッジ部（２３）として形成された、少なくとも１つの周設された脱落防止部によって、前記リング体（２２）が前記ボールスタッド（２１）に固定されているボールスタッドにおいて、
前記少なくとも１つの変形エッジ部（２３）が、前記ボールスタッド（２１）と一体的に形成されていることを特徴とするボールスタッド。
【請求項２】
前記変形エッジ部（２３）が、切削式の方法、特に旋盤加工によって製造されていることを特徴とする請求項１に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項３】
前記ボールスタッド（２１）の中心軸線（２４）の長手断面に見て、前記変形エッジ部（２３）が、逆鉤の形態で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項４】
前記ボールスタッド（２１）が、前記リング体（２２）の押し付け時に前記変形エッジ部（２３）の少なくとも部分体積を収容するために少なくとも１つの凹部（３０）を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項５】
前記凹部が周設されたリング溝（３０）として形成されていることを特徴とする請求項４に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項６】
切欠き効果を回避するために、前記リング溝（３０）が、前記ボールスタッド（２１）の前記中心軸線（２４）の延在方向において接線方向に絶え間なく形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項７】
前記ボールスタッド（２１）及び前記リング体（２２）が、該リング体（２２）の押し付け時に前記中心軸線（２４）の方向へ延在する本質的に円筒状の範囲（３１）を備えており、該円筒状の範囲（３１）には、前記ボールスタッド（２１）と前記リング体（２２）の間のすきまばめが存在することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項８】
前記ボールスタッド（２１）及び前記リング体（２２）が、円すい台状のジャケット面の形態で形成されている接触面（３２）を形成しつつ接触していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項９】
前記ボールスタッド（２１）の前記中心軸線（２４）の方向に見て、前記変形エッジ部（２３）が、本質的に前記円筒状の範囲（３１）の中心に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項１０】
前記リング体（２２）が完全に押し付けられた場合に、前記ボールスタッド（２１）が、ボールスタッド（２１）とリング体（６）の間の少なくとも重なり範囲において、電気メッキによる表面保護部を有する表面を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項１１】
前記リング体（２２）が、純粋な変形部材、特に押出部材として形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項１２】
前記リング体（２２）が、全面的な表面コーティング、特に電気メッキによるコーティングを備えていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項１３】
前記リング体（２２）が、第１の接続部材（３５）に対する円すい台状のジャケット面として、球面キャロットとして、又は円形リング面として形成されている接触面を備えていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のボールスタッド（２１）。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のボールスタッド（２１）を収容するハウジング（３６）を備えたボールジョイント（２０）。
【請求項１５】
前記ハウジング（３６）が、該ハウジング（３６）を第２の接続部材（３８）の孔内に収容するために適した外周面（３７）を備えていることを特徴とする請求項１４に記載のボールジョイント（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１及び請求項１４の前提部分による、押し付けられたリング体を有するボールスタッドと、このようなボールスタッドを有するボールジョイントとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボールジョイントにおける補強のために設けられた、押し付けられたリング体を有するボールスタッドは従来技術から知られており、リング体は、例えば円すいディスクとして形成されることが可能である。このとき、リング体は、リング体の材料よりもわずかな剛性を有する材料から成る第１の接続部材に対するボールスタッドの接触面を拡大するために用いられる。第１の接続部材は例えば鋳造アルミニウムから成るクロスビームであってよく、このクロスビームは、取り付けられた状態において、共通の接触面の範囲において、例えば鋼で形成されたリング体と接触する。比較的わずかな剛性を有する材料から成る第１の接続部材と、これに対して比較的大きな剛性を有する材料から成るリング体との間の接触面の拡大により、接触面の範囲における表面圧が、ここでの負荷ケースについて第１の接続部材の材料、したがってよりわずかな剛性を有する材料についての許容限界値内にある値へ低減され得ることとなる。
【０００３】
ボールスタッドとリング体の間の押し付け結合の形成に関して様々な形態が知られている。特許文献１にはリング体が記載されており、このリング体は、その内周において、周設された変形エッジ部を一体的に備えており、この変形エッジ部は、ボールスタッドへの押し付け後、ボールスタッドの外周部に接触し、これにより脱落防止部として作用する。このとき、リング体は、変形によって、押出部材として製造されることができ、変形エッジ部は、方法に起因して、追加的な作業工程、特に旋盤加工工程によって形成される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２２１９１０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、当該ボールスタッドへ押し付けられたリング体を有するボールスタッドで形成された、安価でプロセス信頼性をもって製造可能なアセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、本発明により、請求項１の特徴を更に備えた同種のボールスタッドによって解決される。
【０００７】
好ましい実施形態及び発展形成は、従属請求項の対象である。
【０００８】
したがって、本発明は、ボールジョイント用のボールスタッドであって、当該ボールスタッドへ押し付けられたリング体を有し、ボールスタッドとリング体の間で作用し、変形エッジ部として形成された、少なくとも１つの周設された脱落防止部によって、リングがボールスタッドに固定されているボールスタッドを意図したものである。本発明によれば、少なくとも１つの変形エッジ部が、ボールスタッドと一体的に形成されている。
【０００９】
本発明は、ボールスタッドと一体的に形成された変形エッジ部のような外側輪郭部がわずかな作業の手間をもって、同時にプロセス信頼性をもって、内側輪郭部よりも小さな加工公差をもって製造され得るという認識に基づくものである。この基本理念は、例えばはめあい方式においてもＤＩＮ７１５４に従う標準孔を反映している。さらに、本発明による解決手段により、品質管理が容易となる。なぜなら、従来技術から知られた、リング体と一体的に形成されている変形エッジ部の内径の測定が、本発明による、ボールスタッドと一体的に形成された変形エッジ部の外径の測定よりもはるかに手間がかかるものであるためである。
【００１０】
リング体の対応する内径よりも大きな外径を有する周設された変形エッジ部によって、リング体とボールスタッドの間の寸法上の重なりが得られる。変形エッジ部は、リング体の全高に比して相対的にわずかな、ボールスタッドの中心軸線の方向の高さを有しており、したがって、リング体がボールスタッドへ押し付けられるときに比較的容易に変形されることが可能である。ボールスタッド及びリング体は好ましくは鋼で形成されており、ボールスタッドは特に調質鋼で形成されている。変形エッジ部は、ボールスタッドの中心軸線に対して垂直に、ボールスタッド２１の中心軸線の方向へつづく範囲に対して、周囲において０．１〜０．３ミリメートル突出している。この寸法は、とりわけ変形エッジ部につづく範囲の直径に依存している。例えば、周設された変形エッジ部の両側につづく範囲は１４．８ミリメートルの直径を有することができ、変形エッジ部は１５．１ミリメートルの最大の外径をもって形成されることが可能である。したがって、この場合、変形エッジ部は、０．１５ミリメートル突出する。変形エッジ部は、ボールスタッドへのリング体の押し付け中に、リング体の内壁部へ接触する。
【００１１】
リング体がボールスタッドへ押し付けられた後、変形エッジ部の範囲には、塑性的に、また弾性的に変形された領域が存在する。塑性変形された領域は、いわばボールスタッドの外周面とリング体の内周面の間の公差補償に配慮するものである。弾性変形された領域は、ボールスタッドに対するリング体の嵌合式の圧力ばめを生じさせるものであり、その結果、リング体が、脱落防止部として機能する変形エッジ部によってボールスタッドにおいて固定されている。この嵌合式の結合により、例えば搬送中又は取付の範囲においてリング体がボールスタッドから不意に脱落することが効果的に防止される。ボールスタッド及びリング体が変形エッジ部の範囲においてのみプレスばめを介して結合されていれば、リング体も、この範囲においてのみ、プレスばめにより生じるこのリング体へ作用する力を径方向に受ける。この力あるいはこれによりリング体の内部で引き起こされる引張応力は、リング体の全高にわたって完全に形成されたボールスタッドとリング体の間のプレスばめによる構成に比して明らかにわずかとなる。この理由から、この理由から、変形エッジ部の範囲においてのみ接続部材と共にボールスタッドへ押し付けられるリング体とのボールジョイントの螺着時に、ボールスタッドの軸方向において比較的大きな付勢力で加工されることが可能である。
【００１２】
これまでは、ボールジョイントの別の部材の損傷を回避するために、ボールスタッドへのリング体の押し付け胃のために必要な押し付け力は、取付装置において、ボールスタッド及びリンツ外を介してのみ導かれた。変形エッジ部のボールスタッドと一体的な形成における実現されるべきわずかな加工公差によって、ボールスタッドへのリング体の押し付けに必要な力のばらつきをプロセス信頼性をもって比較的小さな限界値において保持することが可能である。これにより、このときボールジョイントの別の部材を損傷することなく、押し付け力をボールスタッドを一端で包囲するハウジングを介して導くことが可能となる。ハウジングは、リング体の押し付け中に、例えば取付収容部内に固定されることが可能である。
【００１３】
変形エッジによってクランプされた面は、好ましくはボールスタッドの中心軸線に対して垂直に延在している。ボールスタッドは、変形エッジ部、又は前記ボールスタッドの中心軸線の方向に互いに離間した、好ましくは互いに平行に配置された複数の変形エッジ部を備えることが可能である。
【００１４】
好ましくは、変形エッジ部は、切削式の方法、特に旋盤加工によって製造されている。ボールスタッドの製造のための初期材料は、例えば押出又は鍛造のような変形方法において製造されるブランクである。これらブランクは、加工公差及び表面仕上げについての要求を満たすために、少なくとも部分的に切削式に加工される必要がある。このとき、ブランクは、切削式の後加工のための変形エッジ部を備えた範囲において、比較的わずかな取り代を備えている。その結果、唯一の作業ステップにおいて切削加工を行うことが可能である。旋盤加工に関して、いわゆるワンステップ加工と関連して、したがって切削加工されるべき範囲の１回の旋盤加工と関連して述べられる。ボールスタッドは、溝の範囲において規則的に、シールベローの後からの収容のために旋盤によって仕上げられる必要がある。この作業ステップの範囲では、同様に、変形エッジ部を旋盤加工することも、大きさに関して、１秒の追加のプロセス時間の範囲にあるわずかな延長時間を意味する。このことは、追加の動作手段並びに追加的なセットアップ時間、処理時間及び搬送時間を伴うそれぞれ個別の作業工程が必要な、ボールスタッドとリング体の間の脱落防止部を形成するための公知の解決手段に比べて特に経済的な利点を意味している。旋盤、特に自動旋盤による変形エッジ部の仕上げ加工は、変形エッジ部の外径が標準孔の上述のはめあい方式への準拠においてリング体の所定の内径へ適合され得るという利点を更に有している。これにより、リング体のバッチ式に変動する内径へフレキシブルに反応することが可能である。
【００１５】
有利には、変形エッジ部は、ボールスタッドの中心軸線を通る長手断面に見て逆鉤の形態で形成されている。これは、変形エッジ部が、その幾何学的な形成によりリング体の押し付け方向において、変形に対する逆方向よりもわずかな抵抗を有していることによって達成される。特に、変形エッジ部は、押し付け方向に見て、変形されていない状態におけるそのより大きな直径の手前において、比較的平坦に上昇する、傾斜路の形態の傾斜部を備えており、この傾斜部によって、リング体の押し付けが容易となる。これに対して、変形エッジ部の最大の直径の後方では、変形エッジ部の直径が比較的大きく減少し、これにより、リング体の押し付け中に目的をもった変形が可能となる。
【００１６】
本発明の一発展形態によれば、ボールスタッドは、リング体が押し付けられるときに、変形エッジ部の部分体積を収容するための少なくとも１つの凹部を備えている。凹部は、特に、リング体の内径がボールスタッドの外径に対応する場合、したがって凹部が変形エッジ部の最大限可能な体積を収容する必要がある場合に、当該凹部がリング体の押し付け時に本質的に完全に埋められるように形成されている。したがって、凹部３０は、当該凹部がリング体の内径に関して公差補償するように作用するという利点を有している。合目的には、凹部は、リング体の押し付け方向に見て変形エッジ部の後方に配置されている。変形エッジ部の数に依存して、ボールスタッドは、変形エッジ部の少なくとも一部を収容するための１つ又は複数の凹部を備えることが可能である。
【００１７】
有利な発展形成によれば、凹部は、周設されたリング溝として形成されている。周設されたリング溝は、１つの作業工程において、旋盤、特に自動旋盤によって、変形エッジ部をもって特に有利に製造されることが可能である。変形エッジ部の数に依存して、ボールスタッドも複数のリング溝を備えることが可能である。
【００１８】
有利には、切欠き効果を回避するために、リング溝は、ボールスタッドの中心軸線の延在方向において接線方向に絶え間なく形成されている。リング溝の接線方向の絶え間ない形成は、本発明の関係においてはエッジ部のない経過、又は換言すれば折り曲げ部を有さない経過と理解され得る。例えばＤＩＮ４７２による孔のための安全リングのための長方形状の溝とは異なり、リング溝が接線方向に絶え間なく形成されている場合には、ボールスタッドの曲げ負荷によりリング溝の範囲における明確な応力ピークに至らない。
【００１９】
好ましくは、ボールスタッド及びリング体は、該リング体の押し付け時に中心軸線の方向へ延在する本質的に円筒状の範囲を備えており、この円筒状の範囲には、ボールスタッドとリング体の間のすきまばめが存在する。このとき、リング溝の範囲には、内方へ入り込んだリング溝の幾何形状により、拡大された遊びをもったすきまばめが存在している。小さな部分範囲では、円筒状の範囲が、周設され、方向へ向けて構成された変形エッジ部によって中断されている。円筒状の範囲の全延長に関して、理論的に正確な円筒形状の小さな偏差にかかわらず、ここでは、円筒状の範囲が述べられるべきである。リング体が完全に押し付けられている場合に、円筒状の範囲では、ボールスタッド及びリング体が、周設された変形エッジ部の範囲において接触している。すきまばめにより、リング体の押し付け中に、ボールスタッドが、円筒状の範囲におけるその変形エッジ部において、リング体の内壁部へ最適に密着し得ることが保証されている。
【００２０】
一発展形成によれば、ボールスタッド及びリング体は、円すい台状のジャケット面の態様で形成された接触面を形成しつつ接触している。この接触面は、まず、完全に押し付けられたリング体において形成されているとともに、ボールスタッドへのリング体の押し付け工程のためのエンドストッパとなっている。したがって、ボールスタッド及びリング体は、接触面の範囲に形状が対応したストッパ面を備えており、このストッパ面は、接触面の範囲において密に接触している。接触面の範囲における接触のほかに、ボールスタッド及びリング体の更に別の周囲での接触が変形エッジ部の範囲にも存在する。ボールスタッド及びリング体の部材幾何形状は、有利には、ボールジョイントの取付状態において、ボールスタッド及びリング体のメイン支持部分が接触面の外方の直径範囲において位置するように形成されている。このようにして、接触面の範囲におけるボールスタッドとリング体の間の表面圧が、接触面の内方の直径範囲におけるメイン支持部分を有する配置に比べて低減される。円すい台状のジャケット面の態様の接触面の形成は、この接触面が円筒状の範囲における上述のすきまばめとの関連において公差補償するように作用するという利点を提供するものである。すきまばめに起因して変形エッジ部周りのリング体のわずかな旋回が可能であるため、リング体及びボールスタッドは、接触面の範囲において最適に接触されることができ、場合によっては必要なわずかな公差補償が、例えばあらかじめ設定された形状公差及び位置公差におけるわずかな偏差によって、円筒状の範囲において補償され得る。ボールスタッドに割り当てられた接触面は、好ましくは切削加工、特に旋盤によって製造された面である。
【００２１】
有利には、ボールスタッドに割り当てられた円筒状の範囲と、ボールスタッドに割り当てられた接触面とは、特にシールベローを収容するための上述の溝と共にクランプされつつ旋盤によって製造される。このようにして、接触面の外側の直径範囲におけるメイン支持部分を収容するための最適な接触パターンを保証するという目的をもって、これら両面の位置に関する高い精度を達成することが可能である。さらに、ボールスタッドに割り当てられた接触面及びボールスタッドに割り当てられた円筒状の範囲の切削加工は、例えばリング体の幾何形状の偏差を補整することが可能な調整可能性を提供する。
【００２２】
好ましくは、ボールスタッドの中心軸線の方向に見て、変形エッジ部は、本質的に円筒状の範囲における中央に配置されている。円筒状の範囲の中央における変形エッジ部の配置は、変形エッジ部の目的、すなわち脱落防止を提供することを確実に充足することが可能であるという利点を有している。リング体がボールスタッドにおいてわずかに変位するとしても、脱落防止は依然として有効である。なぜなら、この脱落防止部は、円筒状の範囲のほぼ半分の長さでボールスタッドへ押し付けられているためである。他方では、リング体は、例えばプレスばめの場合に円筒状の範囲の前兆にわたって必要であるように円筒状の範囲の全長の規模だけ押し付け方向へ変位される必要はない。さらに、円筒状の範囲の中央における変形エッジ部の位置は、上述の公差補償する作用に関して有利である。さらに、円筒状の範囲の中央に位置する変形エッジ部は、リング体が、ボールスタッドへ押し付けられた状態において、ボールスタッドの中心軸線の方向におけるその縁部範囲よりもこの箇所においてより形状安定であるという利点を有している。変形エッジ部によってリング体へリング状に作用する力がリング体の縁部範囲へ作用すると、この範囲におけるリング体の不意の変形のおそれがある。このような不意の変形は、隣接すべき部材のリング体の接続面へ影響を及ぼすとともに、そこで、同様に不意の変形をもたらすことがある。これにより、この接続面の不可能力が低減される。このおそれは、円筒状の範囲の中央に配置された変形エッジ部において、リング体の対応する接触範囲における形状安定性に基づき生じない。
【００２３】
ボールスタッドとリング体の間のすきまばめにより、接触面に対向する円筒状の範囲の端部において、外方へ向けて開放されたリング隙間がボールスタッドとリング体の間で得られる。このリング隙間の開口部は、円筒状の範囲内の腐食を防止するために、ボールスタッドと一体的に結合された変形エッジ部を開口部の範囲に設けることで閉鎖されることが可能である。この変形エッジ部がシールとして作用するため、この変形エッジ部は、好ましくは円筒状の範囲の中央に配置された変形エッジ部よりもわずかに明確に、したがってよりわずかな寸法上の重なりをもって形成されている。
【００２４】
有利には、ボールスタッドは、リング体が完全に押し付けられている場合に、少なくともボールスタッドとリング体の間の重なり範囲において、電気メッキによる表面保護部を有する表面を備えている。このとき、重なり範囲は、リング体の高さに相当する。電気メッキによる表面保護部は、ボールスタッドの円筒状の範囲を腐食から保護するものである。このことは、特にボールスタッドとリング体の間のすきまばめによって形成された、周設された隙間の範囲において重要である。なぜなら、この隙間には、毛細管作用によって湿気と、車両における取付空間の構造上の形状に依存して場合によっては溶解したまき塩（凍結防止用の塩）を有する水しぶきのような腐食性の媒体も侵入し得るためである。
さらに、自動車産業においてしばしば必要となる７２０時間−塩水噴霧試験に合格するために、電気メッキによる表面保護部が必要である。電気メッキによる表面保護部は、特に亜鉛−ニッケル表面保護部として形成されている。
【００２５】
有利な発展形成においては、リング体は、純粋な変形部材、特に冷間押出部材として形成されている。純粋な変形部材としての形成は、リング体が変形によってのみ取付準備されて製造されることを意味している。特に、変形部材は、冷間変形部材として形成されている。例えば冷間押出部材のような冷間変形部材は、比較的小さな部材公差を有してプロセス信頼性をもって製造されることが可能である。特に例えば追加的な旋盤加工のような別の作業ステップが不要であるため、純粋な変形部材としてのリング体の形成により、安価な製造が可能となる。円筒状の範囲におけるリング体の内径のわずかな変動は、変形エッジ部によって補償されることが可能であり、この変形エッジ部は、ボールスタッドへの押し付け時にわずかに多く、又はわずかに少なく変形するかどうかにかかわらず、脱落防止部としての機能を充足する。
【００２６】
合目的には、リング体は、全面的な表面コーティング、特に電気メッキによるコーティングを備えている。このとき、リング体の全面的な表面コーティングは、例えば上述の７２０時間−塩水噴霧試験に合格するために、一般的な腐食防止部として用いられる。電気メッキによる表面保護部は、特に亜鉛−ニッケル表面保護部として形成されている。リング体がいわゆるバレルメッキとして、したがって収容スタンドでの部材の固定なしに電気メッキされることができるため、コーティングコストが比較的低い。
【００２７】
有利な形態によれば、リング体は、円すい台状のジャケット面として、球面キャロットとして、又は円形リング面として形成されている第１の接続部材に対する接触面を備えている。このとき、接触面の形成は、第１の接続部材の対応する接触面の形成へ向けられている。円すい台状のジャケット面として形成された接触面を有するリング体は、円すいディスクとも呼ばれる。同様に、キャロットディスクは、球面キャロットの形態のボール部分の湾曲された面を備えているとともに、平坦なディスクは円形リング状の接触面を備えている。第１の接続部材によってリング体へ作用するメイン支持荷重は、リング体と第１の接続部材の間の表面圧を低く維持するために、好ましくは接触面の外側の直径範囲において伝達されるべきである。リング体の使用の冒頭に記載した背景、すなわちリング体の材料としてよりわずかな剛性を有する材料から成る第１の接続部材に対するボールスタッドの接触面の拡大に準拠して、第１の接続部材は、有利にはアルミニウム材料、特に鋳造アルミニウム材料で形成されている。鋼−リング体と第１のアルミニウム−接続部材の材料の組合せにおいては、リング体の全面的な表面コーティングは、更に接触面の範囲における接触腐食を回避するために用いられる。なぜなら、この箇所では２つの異なる貴金属が接触するためである。第１の接続部材は、例えば車輪支持部として、又はコントロールアーム、特にトランスバースコントロールアームとして形成されることが可能である。
【００２８】
さらに、本発明は、ボールスタッドが上述のように収容されたハウジングを備えたボールジョイントに関するものである。ボールスタッドは、特に端部範囲で回転可能に、及び旋回可能にハウジング内に収容されている。このために、ボールスタッドのこの端部範囲は球状に形成されている。
【００２９】
有利な形態においては、ハウジングは外周面を備えており、この外周面は、第２の接続部材の孔内にハウジングを収容するのに適している。「第２の接続部材の孔内にハウジングを収容する」という機能をハウジングの外周面に統合することにより、安価なボールジョイントが提供される。好ましくは、ボールスタッド、リング体及びハウジングは、ボールスタッドの中心軸線に関して回転対称に形成されている。第２の接続部材は、例えば車輪支持部として、又はコントロールアーム、特にトランスバースコントロールアームとして形成されることが可能である。
【００３０】
以下に、本発明を１つのみの実施例を示す図面に基づいて詳細に説明し、同一の符号は同一の部材又は要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術による第１の実施例によるシャシアセンブリの概要図である。
【図２】従来技術による第２の実施例によるボールジョイントを示す図である。
【図３】本発明によるボールスタッドを有するボールジョイントの断面図である。
【図４】図３における細部Ｘの拡大図である。
【図５】図４における細部Ｙの拡大図であり、シールベローは図示されていない。
【図６】変形して図示された変形エッジ部を有する、図５に類似した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１には従来技術から公知のシャシアセンブリ１が示されており、このシャシアセンブリは、アルミニウム−クロスビームとして形成された第１の接続部材２と、車輪支持部として形成された第２の接続部材３とを備えている。車輪支持部３の孔内には、ボールスタッド５を有するボールジョイント４が収容されており、円すいディスクとして形成されたリング体６がボールスタッドへ押し付けられている。このとき、リング体６はアルミニウム−クロスビーム２に対する接触面７を拡大するために用いられ、アルミニウム−クロスビームは、この場合は鋼であるリング体６の材料よりもわずかな剛性を有している。アルミニウム−クロスビーム２と鋼から成るリング体６との間の接触面７を拡大することで、接触面７の範囲における表面圧が、ここでの負荷のケースに対して、アルミニウム−クロスビーム２、すなわちよりわずかな剛性を有する材料についての許容限界値内にある値だけ低減されることとなる。
【００３３】
図２には、同様に従来技術から公知の、内周において周設された変形エッジ部１３を一体的に備えたリング体１２を有する別のボールジョイント１１が示されている。変形エッジ部は、ボールジョイント１１のボールスタッド１４へリング体１２を押し付けた後、ボールスタッド１４の外周部へ接触し、これにより、リング体１２がボールスタッド１４から脱落することを防止する脱落防止部として作用する。リング体１２は押出部材として形成されており、この押出部材には、変形エッジ部１３が追加的な旋盤加工工程によって設けられている。
【００３４】
図３には、ボールスタッド２１と、このボールスタッド２１に押し付けられたリング体２２とを有するボールジョイント２０が示されており、リング体２１は、周設され、ボールスタッド２１とリング体２２の間で作用し、変形エッジ部２３として形成された脱落防止部がボールスタッド２１に固定されている。変形エッジ部２３は、ボールスタッド２１と一体的に形成されている。リング体２２の対応する内径よりも大きな外径を有する周設された変形エッジ部２３によって、リング体２２とボールスタッド２１の間の寸法上の重なりが得られる。変形エッジ部２３は、リング体２２の全体の高さに比して比較的わずかな、ボールスタッド２１の中心軸線２４の方向の高さを有しており、したがって、リング体２２がボールスタッド２１へ押し付けられる場合に比較的容易に変形されることが可能である。変形エッジ部２３は、ボールスタッド２１の中心軸線２４に対して垂直に、ボールスタッド２１の中心軸線２４の方向へつづく１４．８ミリメートルの直径を有する範囲に対して、周囲において０．１５ミリメートル突出している。変形エッジ部２３は、ボールスタッド２１へのリング体２２の押し付け中に、リング体２２の内壁部２５へ接触する。このとき、押し付けは、ボールスタッド２１の中心軸線２４に沿って延在する押し付け方向２８において行われる。
【００３５】
リング体２２がボールスタッド２１へ押し付けられた後、変形エッジ部２３の範囲には、塑性的に、また弾性的に変形された領域が存在する。塑性変形された領域は、いわばボールスタッド２１の外周面とリング体２２の内周面の間の公差補償に配慮するものである。弾性変形された領域は、ボールスタッド２１に対するリング体２２の嵌合式の圧力ばめを生じさせるものであり、その結果、リング体２２が、脱落防止部として機能する変形エッジ部２３によってボールスタッド２１において固定されている。この嵌合式の結合により、例えば搬送中又は取付の範囲においてリング体２２がボールスタッド２１から不意に脱落することが効果的に防止される。変形エッジ２３によってクランプされた面は、ボールスタッド２１の中心軸線２４に対して垂直に延在している。変形エッジ部２３の製造は、ボールスタッド２１の旋盤加工によって行われ、この旋盤加工においては、１つの作業工程において、同様に、ボールスタッド２１の中心軸線２４の方向においてリング体２２につづく、シールベロー２７を収容するための溝２６が、同一の作業工程において形成される。
【００３６】
図４及び図５において、変形エッジ部２３が、ボールスタッド２１の中心軸線２４を通る長手断面に見て逆鉤の形態で形成されていることが見て取れる。これは、変形エッジ部２３が、その幾何学的な形成によりリング体２２の押し付け方向２８において、変形に対する逆方向よりもわずかな抵抗を有していることによって得られる。このために、変形エッジ部２３は、押し付け方向２８に見て、変形されていない状態におけるそのより大きな直径の手前において、比較的平坦に上昇する、傾斜路の形態の傾斜部２９を備えており、この傾斜部によって、リング体２２の押し付けが容易となる。これに対して、変形エッジ部２３のより大きな直径の後方では、変形エッジ部２３の直径が大きく減少する。更に見て取れるように、ボールスタッド２１は、リング体２２が押し付けられるときに、変形エッジ部２３の部分体積を収容するための凹部３０を備えている。凹部３０は、リング体２２の内径がボールスタッド２１の外径に対応する場合、したがって凹部３０が変形エッジ部２３の最大限可能な体積を収容する必要がある場合に、当該凹部がリング体２２の押し付け時に本質的に完全に埋められるように形成されている。この場合、リング体２２の内壁部２５は、ボールスタッド２１の対応する周面に接触する。したがって、凹部３０は、当該凹部がリング体２２の内径に関して公差補償するように作用するという利点を有している。リング体２２の押し付け方向２８に見て、凹部３０は変形エッジ部２３の後方に配置されている。本発明による実施例によれば、凹部は、周設されたリング溝３０として形成されている。周設されたリング溝３０は、１つの作業工程において、変形エッジ部２３と共に、自動旋盤において旋盤加工によって切削式に製造される。切欠き効果を回避するために、リング溝３０は、ボールスタッド２１の中心軸線２４の延在方向において接線方向に絶え間なく形成されている。
【００３７】
図３〜図５には、変形エッジ部２３が、具体的な説明のために、それぞれ変形されていない状態で図示されている。図６には、ボールスタッド２１へのリング体２２の押し付け後の変形された状態における変形エッジ部２３が示されている。
【００３８】
ボールスタッド２１及びリング体２２は、リング体２２が押し付けられている場合に、中心軸線２４の方向に延在する円筒状の範囲３１を備えており、この円筒状の範囲３１には、ボールスタッド２１とリング体２２の間のすきまばめが存在している。このとき、リング溝３０の範囲には、内方へ入り込んだリング溝３０の幾何形状により、拡大された遊びをもったすきまばめが存在している。小さな部分範囲では、円筒状の範囲３１が、周設され、方向へ向けて構成された変形エッジ部２３によって中断されている。リング体２２が完全に押し付けられている場合に、円筒状の範囲３１では、ボールスタッド２１及びリング体２２が、周設された変形エッジ部２３の範囲において接触している。すきまばめにより、リング体２２の押し付け中に、ボールスタッド２１が、円筒状の範囲３１におけるその変形エッジ部２３において、リング体２２の内壁部２５へ最適に密着し得ることが保証されている。
【００３９】
図３から更に分かるように、ボールスタッド２１及びリング体２２は、円すい台状のジャケット面の態様で形成された接触面３２を形成しつつ接触している。この接触面３２は、まず、完全に押し付けられたリング体２２において形成されているとともに、ボールスタッド２１へのリング体２２の押し付けの押し付け工程のためのエンドストッパとなっている。ボールスタッド２１及びリング体２２は、接触面３２の範囲に形状が対応したストッパ面を備えており、このストッパ面は、接触面３２の範囲において密に接触している。接触面３２の範囲における接触のほかに、ボールスタッド２１及びリング体２２の更に別の周囲での接触が変形エッジ部２３の範囲にも存在する。ボールスタッド２１及びリング体２２の部材幾何形状は、ボールジョイント２０の取付状態において、ボールスタッド２１及びリング体２２のメイン支持部分が接触面３２の外方の直径範囲において位置するように互いに調整されている。このようにして、接触面３２におけるボールスタッド２１とリング体２２の間の表面圧が、接触面３２の内方の直径範囲におけるメイン支持部分を有する配置に比べて低減される。円すい台状のジャケット面の態様の接触面３２の形成は、この接触面が円筒状の範囲３１における上述のすきまばめとの関連において公差補償するように作用するという利点を有している。円筒状の範囲３１及び接触面３２の範囲におけるボールスタッド２１の完成品の表面は、シールベロー２７を収容するための溝２６と共に、クランプされつつ旋盤加工によって製造されている。
【００４０】
ボールスタッド２１の中心軸線２４の方向に見て、変形エッジ部２３は、円筒状の範囲３１におけるほぼ中央に配置されている。円筒状の範囲３１の中央における変形エッジ部２３の配置は、変形エッジ部２３の目的、すなわち脱落防止を提供することを確実に充足することが可能であるという利点を有している。リング体２２がボールスタッド２１においてわずかに変位するとしても、脱落防止は依然として有効である。なぜなら、この脱落防止部は、円筒状の範囲３１のほぼ半分の長さでボールスタッドへ押し付けられているためである。
【００４１】
図４〜図６において明らかに見て取れるように、ボールスタッド２１とリング体２２の間のすきまばめにより、接触面３２に対向する円筒状の範囲３１の端部において、外方へ向けて開放されたリング隙間がボールスタッド２１とリング体２２の間で得られる。このリング隙間の開口部３３は、円筒状の範囲３１の腐食を防止するために、ボールスタッド２１と一体的に結合された変形エッジ部を開口部３３の範囲に設けることで閉鎖されることが可能である。ただし、この別の変形エッジ部は、本実施例では実行されていない。
【００４２】
リング体２２が完全に押し付けられている場合には、ボールスタッド２１の表面は、ボールスタッド２１とリング体２２の間の重なり範囲３４において電気メッキによる表面保護部を備えている。このとき、重なり範囲３４は、リング体２２の高さに相当する。重なり範囲３４における電気メッキによる表面保護部は、円筒状の範囲３１において、ボールスタッド２１とリング体２２の間のすきまばめによって形成される周設された隙間における腐食に対して保護するものである。電気メッキによる表面保護部は、亜鉛−ニッケル表面保護部として形成されている。
【００４３】
リング体２２は、冷間押出部材として形成されている。特に例えば追加的な旋盤加工のような別の作業ステップが不要であるため、純粋な変形部材としてのリング体の形成により、安価な製造が可能となる。リング体２２は、全面的な電気メッキによる表面コーティング部を備えており、この表面コーティング部は、亜鉛−ニッケル表面保護部として形成されている。さらに、リング体２２は、外側で周設され図４に示された、第１の接続部材３５に対する接触面を備えており、この接触面は、円すい台状のジャケット面として形成されている。第１の接続部材３５によってリング体２２へ作用するメイン支持荷重は、リング体２２と第１の接続部材３５の間の表面圧を低く維持するために、接触面の外側の直径範囲において伝達される。第１の接続部材３５は、アルミニウム鋳造材料で形成されている。鋼−リング体２２と第１のアルミニウム−接続部材３５の材料の組合せにおいては、リング体２２の全面的な表面コーティングは、更に共通の接触面の範囲における接触腐食を回避するために用いられる。なぜなら、この箇所では２つの異なる貴金属が接触するためである。第１の接続部材は、トランスバースコントロールアーム３５として形成されている。
【００４４】
図３に示されたボールジョイント２０はハウジング３６を備えており、このハウジング内には、ボールスタッド２１が上述のように収容されている。ボールスタッド２１は、端部範囲で回転可能に、及び旋回可能にハウジング３６内に収容されている。このために、ボールスタッドのこの端部範囲は球状に形成されている。ハウジングは外周面３７を備えており、この外周面は、第２の接続部材３８の孔内にハウジング３６を収容するのに適している。第２の接続部材は、車輪支持部３８として形成されている。「第２の接続部材３８の孔内にハウジング３６を収容する」という祈祷をハウジング３６の外周面３７に統合することにより、安価なボールジョイント２０が提供される。好ましくは、ボールスタッド２１、リング体２２及びハウジング３６は、ボールスタッド２１の中心軸線２４に関して回転対称に形成されている。ハウジング３６は、軸方向端部において、周設されたカラー部を備えており、このカラー部は、ボールスタッド２１の中心軸線２４の方向において、車輪支持部３８の孔内でのハウジング３６の収容時のストッパとなっている。
【符号の説明】
【００４５】
１            シャシアセンブリ
２            第１の接続部材、アルミニウム−クロスビーム
３            第２の接続部材、車輪支持部
４            ボールジョイント
５            ボールスタッド
６            リング体
７            接触面
１１          ボールジョイント
１２          リング体
１３          変形エッジ部
１４          ボールスタッド
２０          ボールジョイント
２１          ボールスタッド
２２          リング体
２３          変形エッジ部
２４          ボールスタッドの中心軸線
２５          リング体の内壁部
２６          溝
２７          シールベロー
２８          押し付け方向
２９          傾斜部
３０          凹部、リング溝
３１          円筒状の範囲
３２          接触面
３３          開口部
３４          重なり範囲
３５          第１の接続部材、トランスバースコントロールアーム
３６          ハウジング
３７          外周面
３８          第２の接続部材、車輪支持部
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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