DE1057833B - Kugelgelenk, insbesondere fuer Lenk- und Steuergestaenge, vornehmlich von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1057833

F 06c

INTERNAT. KL,

ANMELDETAG: 21. MAI 1954

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 21. MAI 1959

AUSGABE DER

PATENTSCHRIFT: 31. MARZ 1966

WEICHT AB VON AUSLEGESCHRIFT

(E 9011ΧΠ/47 b)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk, insbesondere für Lenk- und Steuergestänge, vornehmlich von Kraftfahrzeugen, bei welchem in einer zylindrischen Kammer des Gelenkgehäuses ein Lagerkörper aus elastisch nachgiebigem Werkstoff angeordnet ist, der an dem Kugelkopf eines Bolzens beiderseits des Kugeläquators mit Spannung anliegt und sich in einer in die zylindrische Gehäusekammer eingesetzten, an einer Innenschulter der Gehäusekammer auf der Austrittsseite des Gelenkbolzens aus dem Gelenkgehäuse abgestützten Metallhülse mit einer Überdeckung seiner Enden befindet.

Bei einem bekannten Kugelgelenk dieser Art ist der Lagerkörper aus einem Streifen aus Fasermaterial gewickelt. Er ist deshalb verhältnismäßig schlecht geeignet, die Gelenkkräfte elastisch aufzunehmen und zugleich die Gelenkbewegungen reibungsarm verlaufen zu lassen.

Bei einem anderen Kugelgelenk besteht der Lagerkörper aus zwei Schichten aus verschiedenen Werkstoffen mit günstigeren Eigenschaften, jedoch sind für seinen Einbau ein in besonderer Weise gestalteter Deckel und ein ähnlich geformtes Gelenkgehäuse erforderlich, um den Lagerkörper zur satten Anlage an den Kugelkopf zu bringen.

Weitere bekannte Gelenke weisen eine Gummihülse als Lagerkörper auf, die unmittelbar in das Gelenkgehäuse eingesetzt ist. Dabei kann die Gummihülse vor dem Einbau eine zylindrische Außen- und Innenform haben. Die Gleiteigenschaften dieses Lagerkörpers sind aber nicht für alle Fälle ausreichend.

Ferner ist bereits ein zweischichtiger elastischer Lagerkörper für Kugelgelenke vorgeschlagen worden, der aus einer äußeren Kugelschale aus Gummi und einer Innenschicht aus einem Werkstoff mit guten Gleit- und Verschleißeigenschaften besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem der Lagerkörper aus zwei Schichten besteht, wobei jede Schicht ihrer Zweckbestimmung entsprechende vorteilhafte Werkstoffeigenschaften aufweist. Die Herstellung dieses zweischichtigen Lagerkörpers und der Zusammenbau des Gelenks sollen dabei einfach und ohne Einhaltung besonderer Genauigkeitsmaße im wesentlichen durch Ineinanderschieben der das Gelenk bildenden Teile vorzunehmen sein.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch die gemeinsame Anwendung der folgenden teilweise bekannten Merkmale:

a) Der in die Metallhülse eingesetzte Lagerkörper besteht aus zwei Schichten;

Kugelgelenk, insbesondere

für Lenk- und Steuergestänge,

vornehmlich von Kraftfahrzeugen

Patentiert für:
A. Ehrenreich & Cie., Düsseldorf-Oberkassel

Josef Lätzen, Düsseldorf-Oberkassel,
ist als Erfinder genannt worden

b) als Außenschicht dient eine Gummihülse, die vor dem Einsetzen des Kugelkopfes zylindrische Außen- und Innenform aufweist;

c) die Innenschicht besteht aus einer in die Gummihülse einzusetzenden gleichmäßig dicken, der zylindrischen Innenform der Gummihülse angepaßten Lage aus kautschukelastischem Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften;

d) der zweischichtige elastische Lagerkörper wird nach dem Einschieben des Kugelkopfes durch Druckausübung von der dem Gehäuseverschluß benachbarten Seite her zur satten schalenförmigen Anlage an den Kugelkopf verformt.

Das beim Herstellen der Einzelteile und beim Zusammenbau des Kugelgelenks einzuhaltende Genauigkeitsmaß ist durch die Abmessungen der Gummihülse und der einzulegenden inneren Schicht gegeben, wobei durch die Wahl der Wandstärken der beiden Schichten dem Gelenk die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich elastischer Aufnahme der Gelenkkräfte, Beweglichkeit, Reibungsarmut und Verschleißwiderstand gegeben werden können.

Wird als Innenschicht des Lagerkörpers ein Einlegeband verwendet, so kann dieses Band an seinen beiden Längsrändern mit Einschiitzungen versehen sein, was den Vorteil hat, daß sich beim Zusammenbau das Band besser ohne Faltenbildung an den Kugelkopf anschmiegt.

Zweckmäßig sind die Schichten des Lagerkörpers aus Schlauchabschnitten gebildet. Die unmittelbar am Kugelkopf anliegende Innenschicht kann aus Kunststoff mit guten Gleit- und Verschleißeigenschaften, z. B. einem Polyadditionsprodukt mit vernetzter Struktur, wie Polyurethan, bestehen, während die diese

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Innenschicht umgebende Hülse aus Gummi natürlicher oder synthetischer Herkunft gebildet ist.

Die den Lagerkörper umgebende Metallhülse kann in ihrer Zylinderwand Durchbrechungen oder Vertiefungen in der dem Lagerkörper zugewandten Fläche aufweisen. Dies bietet den Vorteil einer größeren Elastizität des Kugelgelenks.

Es ist auch möglich, die den elastischen Lagerkörper umgebende Metallhülse mit einer weiteren Hülse aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder aus kautschukelastischem Kunststoff zu umgeben, um die dämpfenden Eigenschaften des Gelenks zu erhöhen, wobei auch für diese weitere Hülse ein zylindrischer Körper verwendet werden kann. Die elastische Hülse kann Ausnehmungen oder radiale Lochungen aufweisen, wodurch sie eine erhöhte Elastizität erhält. Von Vorteil ist es auch, wenn die die Metallhülse umgebende elastische Hülse an ihrem dem Austritt des Kugelzapfens aus dem Gelenkgehäuse zugewandten Ende einen sich gegen den Hals des Kugelzapfens anlegenden und die offene Seite des Gelenkgehäuses verschließenden Ansatz aufweist, wodurch die die Metallhülse umgebende elastische Hülse gleichzeitig zur Dichtung des Gelenkgehäuses an der Austrittsstelle des den Kugelkopf tragenden Bolzens ausgenutzt wird.

Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Nach Abb. 1 ruht der Kugelkopf 1 des Kugelbolzens 2 in einem Lagerkörper, welcher den Kugelkopf oberhalb und unterhalb der quer zur Achse des Bolzens durch den Kugelmittelpunkt gelegten Ebene, also beiderseits des Kugeläquators, umgibt. Der Lagerkörper ist durch eine Gummihülse 18 gebildet, in die eine in Abb. 2 mit 17 bezeichnete Innenschicht aus Gummi oder kautschukelastischem Kunststoff mit guten Gleit- und Verschleißeigenschaften eingelegt ist. In Abb. 1 ist die Innenschicht 17 nicht besonders eingezeichnet. Den zweischichtigen Lagerkörper 17,18 umgibt eine Metallhülse 4. Auf der dem Austritt des Bolzens 2 aus dem Gelenkgehäuse 5 zugewandten Seite sind die Enden der Metallhülse 4 auf die Stirnenden des Lagerkörpers 17,18 umgelegt. Das Gehäuse bildet an dieser Stelle eine Innenschulter 31, an welcher sich der Lagerkörper über die Hülse abstützt. Nach dem Einschieben des Kugelkopfes in den Lagerkörper liegt der Lagerkörper noch nicht schalenflächig am Kugelkopf an. Dies wird erst erreicht, wenn der Lagerkörper von der Gehäuseverschlußseite her gestaucht wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1, Abb. 2, linke Hälfte, und Abb. 3, linke Hälfte, erfolgt das Stauchen zusammen mit dem Umbördeln des Randes 6 der Metallhülse 4 auf die Stirnfläche des Lagerkörpers. In der linken Hälfte von Abb. 1 ist der Lagerkörper durch den Verschlußdeckel 7 im Gehäuse festgelegt, während in Abb. 1, rechte Hälfte, ein Verschlußstopfen 8 in das Gehäuse eingeschraubt ist. Bei eingetretenem Verschleiß des Lagerkörpers wird der Deckel 7 nachgestaucht oder der Stopfen 8 nachgeschraubt.

In den Ausführungsbeispielen nach Abb. 2 und 3 ist die Metallhülse 4 unmittelbar in das Gelenkgehäuse eingesetzt.

In Abb. 1 ist die den Lagerkörper umfassende Metallhülse 4 von einer weiteren Hülse 9 aus kautschukelastischem Kunststoff oder Gummi umgeben, deren dem Deckel 7 bzw. Stopfen 8 zugewandtes Ende auf die obere Stirnfläche des Lagerkörpers umgelegt ist. In Abb. 1, linke Hälfte, weist die Hülse 9 an den dem Austritt des Kugelbolzens 2 aus dem Gelenkgehäuse zugewandten Ende einen Ansatz 10 auf, welcher die Austrittsöffnung durchgreift und nach Art einer Tülle an dem Hals des Kugelbolzens dicht anliegt.

Zur Erhöhung der Elastizität können in der Metallhülse 4 Durchbrechungen vorgesehen sein. Die die Metallhülse umgebende elastische Hülse 9 hat gleichfalls Durchbrechungen 12, um ihre Nachgiebigkeit zu verbessern.

In der rechten Hälfte von Abb. 2 ist zwischen dem Lagerkörper und dem Gehäusedeckel 14 eine Schraubenfeder 15 angeordnet, welche über einen Scheibenring 16 auf die beiden Schichten 17, 18 drückt.

Die Abb. 3 bis 5 lassen erkennen, wie ein Gelenk nach Abb. 2 gebildet werden kann. Von einem Band aus kautschukelastischem Kunststoff wird ein Stück abgeschnitten, welches eine dem zu umschließenden Kugelumfang entsprechende Länge hat. Das Band ist von seinen Längsrändern aus nach der Mittellinie des Bandes zu mit Einschiitzungen 20 versehen, um eine bessere Anlage an den Kugelkopf zu erzielen. In die Metallhülse 4 wird die Hülse 18 aus Gummi in Zylinderform eingesetzt, während das elastische Band gleichfalls zylinderförmig in den Gummikörper 18 eingelegt wird. In den so gebildeten Lagerblock wird der Kugelkopf 1 eingeschoben. Nach dem Einschieben des Kugelkopfes wird Druck auf das eine Ende des Blockes unter Umlegen des vorstehenden Randes 21 der Metallhülse 4 ausgeübt, wodurch sich die aus Abb. 2, linke Hälfte, ersichtliche Lagerung des Kugelkopfes ergibt. In Abb. 2, rechte Hälfte, erfolgt die Druckausübung mit dem Einbringen der Schraubenfeder 15.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kugelgelenk, insbesondere für Lenk- und Steuergestänge, vornehmlich von Kraftfahrzeugen, bei welchem in einer zylindrischen Kammer des Gelenkgehäuses ein Lagerkörper aus elastisch nachgiebigem Werkstoff angeordnet ist, der an dem Kugelkopf eines Bolzens beiderseits des Kugeläquators mit Spannung anliegt und sich in einer in die zylindrische Gehäusekammer eingesetzten, an einer Innenschulter der Gehäusekammer auf der Austrittsseite des Gelenkbolzens aus dem Gelenkgehäuse abgestützte Metallhülse mit einer Uberdeckung seiner Enden befindet, gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung der folgenden teilweise bekannten Merkmale:

a) Der in die Metallhülse (14) eingesetzte Lager

körper besteht aus zwei Schichten (17,18);

b) als Außenschicht (18) dient eine Gummihülse, die vor dem Einsetzen des Kugelkopfes (1) zylindrische Außen- und Innenform aufweist;

c) die Innenschicht (17) besteht aus einer in die Gummihülse einzusetzenden gleichmäßig dicken, der zylindrischen Innenform der Gummihülse angepaßten Lage aus kautschukelastischem Werkstoff mit guten

Gleiteigenschaften;

d) der zweischichtige elastische Lagerkörper wird nach dem Einschieben des Kugelkopfes

durch Druckausübung von der dem Gehäusedeckel (7 bzw. 8 bzw. 14 bis 16) benachbarten Seite her zur satten schalenförmigen Anlage an den Kugelkopf verformt.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Innenschicht (17) ein in Zylinderform gelegtes Band dient.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Innenschicht (17) bildende Einlegeband an seinen Längsrändern mit Einschiitzungen versehen ist.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (17, 18) des Lagerkörpers aus vom Schlauch abgeschnittenen Stücken bestehen.

5. Kugelgelenk nach Anspruch 4, in Verbindung mit einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar am Kugelkopf (1) anliegende Innenschicht (17) aus kautschukelastischem Kunststoff,

z. B. einem Polyadditionsprodukt mit vernetzter Struktur, wie Polyurethan, besteht, während das diese Innenschicht umgebende Schlauchstück aus Gummi natürlicher oder synthetischer Herkunft gebildet ist.

6. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Lagerkörper umgebende Metallhülse (4) in ihrer Zylinderwand Durchbrechungen oder Vertiefungen in der dem Lagerkörper zugewandten Fläche aufweist.

7. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den elastischen Lagerkörper umgebende Metallhülse (4) von einer weiteren Hülse (9) aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder aus kautschukelastischem Kunststoff umgeben ist.

8. Kugelgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Metallhülse (4) umgebende elastische Hülse (9) Ausnehmungen oder radiale Lochungen (12) aufweist.

9. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Metallhülse (4) umgebende elastische Hülse (9) an ihrem dem Austritt des den Kugelkopf (1) tragenden Bolzens (2) aus dem Gelenkgehäuse zugewandten Ende einen sich gegen den Hals des Bolzens anlegenden und die offene Seite des Gelenkgehäuses (5) verschließenden Ansatz (10) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 823 545, 808 014,

722199, 720 912, 657 849, 617 680, 602 515,

051, 530 011;
USA.-Patentschriften Nr. 2 675 279, 2 628 416,

527 787, 2 451060, 2 417 160, 2 368 886,

340 902, 2 027 560, 1940 884, 1936 863,

676, 1 817 529, 1793 874;
französische Patentschrift Nr. 919 130.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 001131.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 527/243 5.59 (609 543/495 3.66)