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Zapfenlager mit zur Lagerachse schräger Winkelbeweglichkeit, insbesondere für Lenkgestänge vous Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zapfenlager mit zur Lagerachse schräger Winkelbeweglichkeit, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, bei welchem ein Zapfen über einen Kugelkcpf in ei- ner Hohlkugelfläche eines Gehäuses auf der dem Austritt des Zapfens aus dem Gehäuse zugewandten Seite ruht.
Bei Gelenken dieser Art, die vielfach als Kugelgelenke bezeichnet werden, ist es erwünscht, die Gleitfähigkeit zwischen dem Kugell : örper und der den Sitz für diesen bildenden Hohlkugelfläche im Ge-. häuse zu verbessern oder dem Sitz des Kugelkörpers in der Hohlkugelfläche eine gewisse Elastizität zu geben, um das gelenkige Lager zu befähigen ; kleine Stösse und Schwingungen in sich selbst unschädlich zu machen. Hiezu kann der Kugelkörper aus einem geeigneten Kunststoff, z. B. aus mit Harz versetztem Gewebe oder einem zur Gruppe der Polyamide, Superpolyamide oder der Polykondensationsprodukte mit vernetzter Struktur bestehen.
Auch kann der'Kugelkörper aus einem Kern, beispielsweibe aus Stahl, Bron-
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Sintereisen, Leichtmetall, mit Harz durchsetztem Gewebe gebildet und mit einem Überzug aus Kunst-besonderen Verschleissbeanspruchungen unterworfen ist, sei es, dass der Kunststoff infolge elastischer Eigenschaften, unter Belastungs-oder Stossbeanspruchungen vor den Kanten quillt, oder sei es, dass die Kanten eine schabende Wirkung auf den Kunststoff ausüben.
Nach der Erfindung weist der Kugelkörper eine Ajisseafläehe aus plastischem oder elastischem Werkstoff und die kugelige Oberfläche des Kugelkörpers derart eine verschleissfeste und druckfeste Teilarmierung aus Stahlblech auf-bzw. ist die kugelige Oberfläche des Kugelkörpers teilweise durch einen starren Kern desselben gebildet, dass bei Winkelbewegungen in jeder Stellung des Kugelkopfes die innere Begren- znngskante des Gehäusedurchlasses für den Zapfen von der Armierung bzw. dem starren Kernteil überdeckt ist.
Hiedurch ist erreicht, dass bei der Wahl des Werkstoffes für den Kugelkörper und insbesondere zur Bildung dessen Oberfläche keine Rücksicht auf die Auswirkungen der zu überfahrenden Kanten auf den Kugelkörper bei Winkelbewegungen genommen zu werden braucht, so dass selbst Gelenklagerungen mit Kugelköpfen, deren Oberfläche zur Verbesserung des Verhaltens der Lagerung bei Stössen und Schwingungen mehr oder weniger elastisch ist, oder Geienklager aus Kunststoffen mit verbesserten Gleiteigenschaften ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer und Betriebssicherheit möglich sind.
Die Armierung kann die Form einer Kappe aufweisen und der Durchmesser des Kugelkörpers in dem von der Kappe überdeckten Teil so verringert sein, dass die Aussenfläche des nicht von der Kappe über- deckten Teiles des Kugelkopfes mit der Aussenfläche der Kappe fluchtet.
In diesem Fall besitzt der Ku-
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Ist das Gelenklager so ausgebildet, dass der Gelenkzapfen einen Kugelabschnitt durchgreift, der den Lagerkugelkörper für den Gelenkzapfen bildet, dann kann der der Durchlassöffnung für den Zapfen im Kugelabschnitt zugewandte Kappenrand in die Durchlassöffnung umgelegt und diese im vom umgelegten Kappenrand übergriffenen Teil im Durchmesser so vergrössert sein, dass die dem Zapfen zugewandte Fläche des übergreifenden Randes mit der übrigen Durchlassfläche fluchtet. Auf diese Weise erhält der Durchlass im Kugelabschnitt auf der Austrittseite des Gelenkzapfens aus dem Gelenkgehäuse, an welcher er bei
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Winkelbewegung am meisten beansprucht wird, einen Kantenschutz.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die Armierung aus einer in die Aussenfläche des Kugelkörpers versenkten und mit ihrer Oberfläche mit der Oberfläche des Kugelkörpers fluchtenden Hohlkugelzone zu bilden.
Besteht der Kugelkörper aus einem starren Kern mit einer Umhüllung aus elastischem Kunststoff, dann kann die Umhüllung von zur Achse des Gelenkzapfens parallel gerichteten Rippen des Kernes durchgriffen sein, die mit ihrer Oberfläche mit de. Umhüllungsoberfläche fluchten oder annähernd fluchten. Steht die Umhüllungsoberfläche geringfügig über die Oberfläche der Rippen vor, dann kommt die Umhüllungsoberfläche hinsichtlich ihrer günstigen Eigenschaften für die Lagerung und das Gleiten sowie zum Dämpfen voll zur Wirkung, während Stoss- und andere Beanspruchungen, zu deren Aufnahme die Umhüllung nicht bestimmt ist, und gegenüber welchen sie nachgiebig ist, von den Rippen des Kernes aufgenommen werden.
Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von hängenden Traggelenken ; Fig. l zeigt ein Zapfenlager in Form eines Traggelenkes mit durch eine Kappe gebildetem Kantenschutz, Fig. 2 ist ein Fi3. 1 entsprechendes Ausführungsbeispiel, bei dem sich der Kantenschutz auch auf die dem Zapfen des Lagers zugewandte Randung des Lagerkörpers erstreckt, Fig. 3 gibt eine Ausführungsform mit durch eine Hohlkugelzone gebildetem Kantenschutz wieder, Fig. 4 zeigt ein Traggelenk mit umhülltem Kugelkörper und Fig. 5 lässt den Kugelkörper des Gelenks nach Fig. 4 erkennen.
Bei allen Ausführungsbeispielen ist die Lager- und Gleitfläche für den Kugelkörper in Form eines Kugelabschnittes unmittelbar durch eine Hohlkugelfläche des Gehäuses 1 auf der dem Zapfen 2 zugewandten
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auf dem Kugelabschnitt ab. Es wäre auch möglich, den Kugelkörper mit dem Zapfen fest zu verbinden, was beispielsweise durch eine Verklebung erfolgen könnte, wenn der Kugelkörper aus einem elastischen Kunststoff besteht, bei der Verwendung von Gummi liesse sich der Kugelkörper anvulkanisieren,
Die gezeigten Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 1, 2 und 3 sind mit einem Kugelkörper 4 in Form eines Kugelabschnittes ausgerüstet, der aus einem geeigneten Kunststoff, z. B. der Gruppe der Polykondensationsprodukte mit vernetzter Struktur oder der Gruppe der Polyamide und Superpolyamide besteht.
Der Kugelkörper kann auch aus anderem Kunststoff oder Werkstoff mit besonders günstigen Lagereigenschaften gebildet sein.
Gemäss Fig. 1 ist auf der dem Austritt des Gelenkzapfens 2 aus dem Gehäuse zugewandten Seite der Kugelabschnitt 4 mit einer Kappe 5 aus Stahlblech versehen, die zwecks leichterer Herstellung und zur Bildung von Schmiernuten mitEinschlitzungen 6 auf der dem Austritt des Zapfens 2 aus dem Gehäuse abgewandten Seite ausgerüstet ist. Der Kugelabschnitt 4 ist um die Stärke der Kappe 5 abgesetzt, so dass die Oberfläche der Kappe 5 mit der Oberfläche des Kugelabschnittes 4 fluchtet.
In Fig. 2 ist eine kleinere Kappe 7 vorgesehen. Der dem Gelenkzapfen 2 zugewandte Rand 8 der Kappe 7 ist in den Durchlass des Kugelabschnittes 4 für den Zapfen 2 umgelegt, wobei der Durchlass an der Umlegungsstelle im Durchmesser so vergrössert ist, dass die Oberfläche des umgelegten Randteiles mit der Durchlassoberfläche fluchtet. Der umgelegte Rand 8 kann sich auf die ganze Länge des Durchlasses erstrecken.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Kantenschutz am Austritt des Gelenkzapfens 2 aus dem Gehäuse durch eine Hohlkugelzone 9 aus Stahl gebildet, welche in den Kugelabschnitt derart eingelassen ist, dass die Oberfläche der Kugelzone mit der Oberfläche des Kugelabschnittes fluchtet.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist mit einem Kugelabschnitt ausgerüstet, dessen Kern 10 aus Stahl, Bronze, Sintereisen, mit Harz durchsetztem Gewebe od. dgl. besteht. Der Kern 10 weist eine Umhüllung 11 aus elastischem Kunststoff auf. Die elastische Umhüllung ist von Rippen 12 (vgl. Fig. 5) des Kernes durchgriffen, deren Oberfläche mit der Oberfläche der Umhüllung 11 fluchtet oder annähernd fluchtet.
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