DE102008017953A1

DE102008017953A1 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE102008017953A1
Application number: DE102008017953A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. Roess; Wolfgang Dipl.-Ing. Stöckle
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2008-04-09
Publication date: 2008-11-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk (10) mit einer an einem Gelenkzapfen (12) ausgebildeten Gelenkkugel (14), welche in einer Lagerschale (16) beweglich aufgenommen ist, wobei die Lagerschale (16) an ihrer inneren, der Gelenkkugel (14) zugewandten Mantelfläche (20) Ausnehmungen (22, 24, 28, 30) zur Aufnahme von Schmiermitteln aufweist, wobei die Ausnehmungen als Nuten (22) ausgebildet sind, welche zumindest bereichsweise einen spiralförmigen Verlauf nehmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Kugelgelenke umfassen eine an einem Gelenkzapfen ausgebildete Gelenkkugel, welche in einer komplementär geformten Lagerschale beweglich gelagert ist. Solche Gelenke erlauben sowohl Dreh- als auch Kippbewegungen, und finden insbesondere in Kraftfahrzeugen weite Anwendung.
Um die Reibung in solchen Gelenken zu vermindern und damit deren Lebensdauer zu erhöhen, sind in der Gelenkschale Ausnehmungen ausgebildet, in die vor dem Zusammenbau des Gelenks ein Schmiermittelreservoir eingebracht wird. Bei Bewegungen der Gelenkkugel in der Gelenkschale kann aus diesen Ausnehmungen Schmiermittel in den Zwischenraum zwischen Gelenkkugel und Lagerschale fließen und somit die Reibung zwischen den beiden Teilen verringern.
Üblicherweise sind diese Ausnehmungen in Form von Nuten ausgeführt, welche parallel oder quer zur Mittellängsachse des Kugelgelenks verlaufen. Ein Kugelgelenk mit einer solchen Nutanordnung ist beispielsweise in der DE 40 19 997 A1 offenbart.
Treten an einem derart ausgebildeten Gelenk nun zumindest zeitweise fast reine Dreh- oder Kippbewegungen auf, so kann es zu einer unzureichenden Schmierung zwischen Gelenkkugel und Kugelschale kommen, da eine unzureichende Nachführung von Schmiermittel aus dem Schmiermittelreservoir zu einem Abreißen des Schmierfilms führt.
In der Folge erhöht sich der Verschleiß derartig ausgeführter Kugelgelenke, wodurch die Betriebsgeräusche erhöht und die Lebensdauer verringert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk mit einer verbesserten Schmiermittelzuführung in den Zwischenraum zwischen Gelenkkugel und Kugelschale bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Kugelgelenk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Kugelgelenk sind die Ausnehmungen zur Aufnahme des Schmiermittels als Nuten ausgebildet, welche zumindest bereichsweise einen im Wesentlichen spiralförmigen Verlauf über die innere Mantelfläche der Lagerschale nehmen.
Dadurch haben die Nuten an jedem Punkt eine Richtungskomponente sowohl in Richtung einer Lagermittellängsachse, als auch quer zu dieser. Damit ist die von der Gelenkkugel überstrichene Nutfläche im Wesentlichen unabhängig von der Bewegungsrichtung der Gelenkkugel relativ zur Gelenkschale, wodurch ein optimaler Schmiermitteleintrag in den Bereich zwischen Gelenkkugel und Gelenkschale gewährleistet ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine weitere ringförmig geschlossene Nut vorgesehen, die die Innenfläche der Gelenkschale in deren oberem Bereich quer zur Längsmittelachse des Gelenks umläuft. Dadurch wird eine Verbindung der einzelnen spiralförmig angeordneten Nuten erzielt und der Schmiermitteleintrag weiter verbessert.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine zusätzliche ringförmig geschlossene Nut vorgesehen, welche die Mantelfläche der Lagerschale in deren unterem Bereich ringförmig geschlossen quer zur Längsmittelachse des Lagers umläuft. Damit wird auch im unteren Bereich der Lagerschale eine Verbindung zwischen den einzelnen spiralförmig verlaufenden Nuten hergestellt, und auch in diesem Bereich ein verbesserter Schmiermitteleintrag gewährleistet.
In einer weiteren Ausführungsform ist im unteren Bereich der Lagerschale eine zusätzliche, kreisrunde Ausnehmung ausgebildet, welche als zusätzliches Schmiermittelreservoir dient, wodurch ein größerer Vorrat an Schmiermittel im Gelenk vorrätig gehalten werden kann.
Im Folgenden soll anhand der Zeichnungen die Erfindung ohne Beschränkung der Allgemeinheit näher erläutert werden, wobei
1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk zeigt, und
2 eine perspektivische Ansicht einer Lagerschale eines solchen Gelenks darstellt.
Ein insgesamt mit 10 bezeichnetes erfindungsgemäßes Kugelgelenk besteht aus einem Gelenkzapfen 12, an dessen Ende eine Gelenkkugel 14 angebracht ist. Die Gelenkkugel 14 ist in einer Lagerschale 16 drehbar aufgenommen. Die Lagerschale 16 hat dabei die Form einer hohlen Halbkugel und bildet einen Bestandteil eines Lagergehäuses 18.
Um eine Schmierung zwischen Lagerschale und Gelenkkugel zu gewährleisten, sind auf der inneren, der Gelenkkugel zugewandten Mantelfläche 20 der Lagerschale 16 mehrere, im Wesentlichen spiralförmig verlaufende Nuten 22 angebracht. Die Nuten 22 dienen dabei gleichzeitig als Reservoir für ein Schmiermittel, welches vor Zusammenbau des Gelenks dort eingebracht wird, und als Verteilungsvorrichtung für dieses Schmiermittel im Betrieb des Gelenks. In einem oberen Bereich der Lagerschale ist eine weitere ringförmige Nut 24 angebracht, welche die Nuten 22 miteinander verbindet und welche quer zu einer Lagerlängsachse 26 ringförmig geschlossen verläuft. Eine weitere ringförmig geschlossene, quer zur Lagerlängsachse 22 verlaufende Nut 28 verbindet die Nuten 22 im unteren Bereich der Lagerschale 16.
Durch die gezeigte Anordnung der Nuten wird ein optimaler Schmiermitteleintrag auf die Innenmantelfläche 20 der Lagerschale 16 gewährleistet. Eine Ausnehmung 30 im unteren Bereich der Lagerschale 16 kann dabei als weiteres Schmiermittelreservoir genutzt werden.
Im Betrieb des Gelenks ist sowohl eine Rotation um die Längsachse 26, als auch ein Verkippen um eine Querachse 32, beziehungsweise eine weitere in der Darstellung nicht gezeigte, senkrecht zu den beiden Achsen stehende Querachse möglich.
Unabhängig von der konkreten Bewegungsrichtung der Gelenkkugel 14 der Lagerschale 16 stellen die spiralförmigen Nuten 22 immer eine optimale von der Gelenkkugel 14 überstrichene Fläche zum Schmiermittelauftrag bereit. Auch bei längerfristiger einseitiger Belastung, beispielsweise durch ausschließliche Rotationsbewegungen um die Achse 26 oder Kippbewegungen um die Achse 32, ist somit eine durchgängige Schmierung des Lagers ermöglicht. Dadurch werden Betriebsgeräusche reduziert und die Lebensdauer des Lagers 10 erhöht.
Die in 1 gezeigte Ausführung des Lagers 10 stellt selbstverständlich nur eine Möglichkeit dar, der Fachmann wird die erfindungsgemäße Ausführung des Lagers auch auf andere Ausführungsformen übertragen können. Beispielsweise ist hier zu nennen, dass die Lagerschale 16 einstückig mit dem Lagergehäuse 18 ausgeführt werden kann, oder auch separat aus einem besonders reibungsarmen Material hergestellt werden und anschließend in das Gehäuse 18 eingesetzt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4019997 A1 [0004]

Claims

Kugelgelenk (10) mit einer an einem Gelenkzapfen (12) ausgebildeten Gelenkkugel (14), welche in einer Lagerschale (16) beweglich aufgenommen ist, wobei die Lagerschale (16) an ihrer inneren, der Gelenkkugel (14) zugewandten Mantelfläche (20) Ausnehmungen (22, 24, 28, 30) zur Aufnahme von Schmiermittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen als Nuten (22) ausgebildet sind, welche zumindest bereichsweise einen spiralförmigen Verlauf nehmen.
Kugelgelenk (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere ringförmig umlaufende Nut (24) in einem oberen, zum Gelenkzapfen (12) hin gerichteten Bereich der inneren Mantelfläche (20) der Lagerschale (16) ausgebildet ist.
Kugelgelenk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere ringförmig umlaufende Nut (28) in einem unteren, vom Gelenkzapfen (12) abgewandten Bereich der Mantelfläche (20) der Lagerschale (16) ausgebildet ist.
Kugelgelenk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine kreisförmige Öffnung (30) in einem unteren Bereich der Lagerschale ausgebildet ist.
Kugelgelenk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (16) als Bestandteil eines Lagergehäuses (18) ausgebildet ist.