DE1118624B

DE1118624B - Kugelgelenk, insbesondere zur Verwendung bei Kraftfahrzeuglenkgestaengen

Info

Publication number: DE1118624B
Application number: DEE17003A
Authority: DE
Inventors: Jakob Vogt
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1959-01-13
Filing date: 1959-01-13
Publication date: 1961-11-30
Also published as: GB894523A

Description

Kugelgelenk, insbesondere zur Verwendung bei Kraftfahrzeuglenkgestängen Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk, insbesondere zur Verwendung bei Kraftfahrzeuglenkgestängen, bei welchem der Kugelkopf eines Zapfens an dessen Austritt aus dem Gelenkgehäuse in einem Hohlkugelschalenring aus nachgiebigem und/oder elastischem Werkstoff ruht, der über den Kugeläquator nach der zu verschließenden Gehäuseseite vorsteht, und der Hohlkugelschalenring sich durch Druck beim Zusammenbau des Gelenks an den Kugelkopf fest anschmiegt.
Es sind Kugelgelenke mit einer nachgiebigen bzw. elastischen Lagerung des Kugelkopfes des Gelenkbolzens im Gelenkgehäuse bekannt, bei denen in ein kappenförmiges Gelenkgehäuse eine in dieses passende Schale aus Gummi eingesetzt ist, welche zunächst den durch sie auszufüllenden Gehäuseraum nur teilweise ausfüllt und eine Aufnahmeöffnung verhältnismäßig kleinen Durchmessers für den Kugelkopf des Gelenkbolzens bildet. Der Kugelkopf wird mit Gewalt in die Schale eingetrieben, wodurch das Innere der Schale aufgeweitet und die Schale durch Verdrängen des sie bildenden Werkstoffes zum weiteren Umfassen des Kugelkopfes gebracht wird. Auf der Austrittsseite des Gelenkbolzens aus dem Gehäuse wird die Schale durch entsprechendes Verformen des Gehäuses oder durch einen an das Gehäuse angesetzten Ring in Form einer Hohlkugelschale angeformt.
Bei einem anderen Kugelgelenk mit elastischer Lagerung des Kugelkopfes des Gelenkbolzens im Gelenkgehäuse ist über den Gelenkbolzen eine den Kugelkopf auf der Seite des Gelenkbolzens umfassende Gummischale geschoben, welche einen größeren Durchmesser als das zu seiner Aufnahme bestimmte Gehäuseinnere aufweist und zusammen mit dem Kugelkopf mit Gewalt unter Anwendung eines trichterförmigen Sonderwerkzeuges eingetrieben wird. Hierbei wird die Schale so verformt und der sie bildende Werkstoff so verdrängt, daß sich die Schale auch auf der anderen Seite des Kugeläquators an den Kugelkopf anlegt. Bis zum Schließen des Gelenkgehäuses mittels eines Gummistopfens und eines Deckels muß der Gelenkbolzen mit dem Kugelkopf in der in das Gehäuse eingedrückten Lage zurückgehalten werden, um ein Zurückquellen der Gummischale in ihre Ursprungsform zu verhindern.
Der elastische Lagerkörper liegt bei diesen bekannten Gelenken mit erheblicher Verspannung am Kugelkopf an, so daß Bewegungen des Gelenkbolzens nur unter Verzerrung des Lagerkörpers möglich sind und das Gelenk schwergängig ist.
Zum Ausgleich des Verschleißes ist es bei Kugelgelenken bereits bekannt, dem Gehäuseinneren die Form eines sich nach der zu verschließenden Gehäuseseite erweiternden Hohlkegelstumpfes und dem Lagerkörper die Form eines in den Hohlkegelstumpf passenden Kegelstumpfes zu geben und auf den Lagerkörper eine ihn in das Gehäuse drückende Federkraft wirken zu lassen.
Auch ist es bekannt, dem Kopf eines Bolzens die Form eines Ellipsoides zu geben und einen zu diesem konzentrischen Gehäuseraum vorzusehen. Hierbei sind als elastisches Lagerfutter Gummiringe an den Kopf anvulkanisiert, die beim Zusammenbau des Gelenks in das Gehäuse eingepreßt und verformt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches sich einfach und leicht, ähnlich einem mit Stahlpfannen ausgerüsteten Gelenk zusammenbauen läßt und bei welchem der Kugelkopf nicht durch den Hohlkugelschalenring aus nachgiebigem und/oder elastischem Werkstoff festgespannt wird, obwohl der Hohlkugelschalenring auf beiden Seiten des Kugeläquators am Kugelkopf anliegt.
Hierzu weist nach der Erfindung der zylindrische Schalenring im ausgebauten Zustand die Hohlkugelläche, in welcher der Kugelkopf unterhalb seiner Äquatorlinie auf der dem Austritt des Gelenkbolzens zugewandten Seite ruht, in ihrer endgültigen Form auf. Außerdem ist die die Querrichtung zur Bolzenachse schneidende äußere Umfangsfläche des Schalenringes wenigstens oberhalb des Äquators des Kugelkopfes in an sich bekannter Weise konisch verbreitert. Hierbei entspricht der Durchmesser der zylindrischen Aufnahmebohrung des Gehäuses dem kleinsten Außendurchmesser des Schalenringes an der dem Austritt des Gelenkbolzens aus dem Gehäuse zugewandten Seite oder ist unwesentlich kleiner als dieser, wie es gleichfalls an sich bekannt ist. Durch die Kombination dieser Merkmale ist ein Kugelgelenk geschaffen, bei welchem der Kugelkopf in einem elastischen Lagerring beweglich ist, der auf beiden Seiten des Äquators des Kugelkopfes am Kugelkopf anliegt, sich trotzdem ähnlich wie eine Stahlpfanne, die nur auf einer Seite des Äquators des Kugelkopfes an diesem anliegt, leicht in die Gehäusebohrung einsetzen läßt, ohne hierbei den Kugelkopf festzuspannen. In der gleichen leichten Weise ist der Lagerring wieder herauszunehmen. Bei den erwähnten vorbekannten Kugelgelenken mit einem auf beiden Seiten des Kugeläquators am Kugelkopf anliegenden elastischen Lagerring für den Kugelkopf im Gelenkgehäuse bedarf es zum Zusammenbau des Gelenks eines erheblichen Kraftaufwandes und erfährt der Kugelkopf eine seine Beweglichkeit hemmende Umspannung, welche das Gelenk recht schwergängig macht.
Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Fig. 1 gibt einen Schalenring mit in ihm befindlichen Kugelkopf vor dem Einsetzen in das Gelenkgehäuse im Senkrechtschnitt wieder; Fig. 2 zeigt den Schalenring mit in ihm befindlichen Kugelkopf nach dem Einsetzen in das Gelenkgehäuse im Senkrechtschnitt; Fig. 3 und 4 lassen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schalenringes vor und nach dem Einsetzen in das Gelenkgehäuse erkennen.
Nach Fig. 1 weist der Schalenring 1, der aus nachgiebigem Kunststoff besteht, eine sich konisch nach der Gehäuseverschlußseite zu verbreiternde Außenform auf. Auf der Seite des Austritts des Kugelzapfens 2 liegt die Hohlkugelläche des Schalenringes unterhalb der durch die Mitte des Kugelkopfes 3 quer zur Achse des Gelenkbolzens gelegten Ebene 4, welche den Äquator des Kugelkopfes bildet, satt am Kugelkopf an, während der über die Äquatorlinie 4 vorstehende Schalenrand 5 von dem Kugelkopf absteht. Der Schalenrand 5 ist von der Gehäuseverschlußseite aus mit Einschlitzungen 6 versehen, die bis zur Äquatorlinie 4 reichen.
Beim Einsetzen des Schalenringes 1 mit dem in ihm befindlichen Kugelkopf 3 in den zu seiner Aufnahme bestimmten Raum des Gehäuses 7, welcher zylindrisch und dessen Durchmesser gleich groß oder nur unwesentlich kleiner als der Durchmesser des Schalenringes an der dem Austritt des Gelenkbolzens aus dem Gehäuse zugewandten Seite ist, wird der Schalenrand 5 an den Kugelkopf angeformt und angelegt (Fig. 2).
Gemäß Fig. 3 hat der Schalenring 1 zylindrische Außenform. Sein Rand 5, der auf der Gehäuseverschlußseite über die Äquatorlinie des Kugelkopfes vorsteht, weist außenseitig einen ihn nach dem Gehäuseverschluß zu konisch verbreiternden Umfangsansatz 8 auf. Wird der Schalenring mit dem in ihm befindlichen Kugelkopf in das im Inneren zylindrische Gelenkgehäuse eingesetzt, wird durch den Umfangsansatz 8 der Rand 5 an den Kugelkopf angelegt, wie es Fig. 4 erkennen läßt.
Der Schalenring kann aus jedem geeignetem Kunststoff, so Kunststoff auf der Basis der Polyamide und Superpolyamide, der Basis der Polykondensations- und Polyadditionsprodukte, aus Gummi, natürlicher oder synthetischer Herkunft, aus mit Kunstharz getränktem Gewebe od. dgl., bestehen.
Es fällt auch in den Rahmen der Erfindung, an Stelle eines zylindrischen Gehäuseraumes zur Aufnahme des Schalenringes einen sich nach dem Gehäuseverschluß zu konisch erweiternden Gehäuseinnenraum vorzusehen, dessen Konizität jedoch geringer als die Konizität des Schalenringes ist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Kugelgelenk, insbesondere zur Verwendung bei Kraftfahrzeuglenkgestängen, bei welchem der Kugelkopf eines Zapfens an dessen Austritt aus dem Gelenkgehäuse in einem Hohlkugelschalenring aus nachgiebigem und/oder elastischem Werkstoff ruht, der über den Kugeläquator nach der zu verschließenden Gehäuseseite vorsteht, und der Hohlkugelschalenring sich durch Druck beim Zusammenbau des Gelenks an den Kugelkopf fest anschmiegt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) Der zylindrische Schalenring (1) weist im ausgebauten Zustand die Hohlkugelfläche, in welcher der Kugelkopf (3) unterhalb seiner Äquatorlinie auf der dem Austritt des Gelenkbolzens (2) zugewandten Seite ruht, in ihrer endgültigen Form auf; b) die die Querrichtung zur Bolzenachse schneidende äußere Umfangsfläche des Schalenringes ist wenigstens oberhalb des Äquators des Kugelkopfes in an sich bekannter Weise konisch verbreitert. c) der Durchmesser der zylindrischen Aufnahmebohrung des Gehäuses (7) entspricht dem kleinsten Außendurchmesser des Schalenringes an der dem Austritt des Gelenkbolzens aus dem Gehäuse zugewandten Seite oder ist unwesentlich kleiner als dieser, wie - an sich bekannt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 823 545, 808 014; deutsche Patentanmeldung E10373II/63c (bekanntgemacht am 26. 7. 1956); französische Patentschrift Nr. 1094 242; britische Patentschrift Nr. 777 002; USA.-Patentschrift Nr. 2 061985.