DE1087019B

DE1087019B - Kugelgelenk zum UEbertragen von Lenk- und Steuerkraeften od. dgl., insbesondere fuer Lenk- und Steuergestaenge von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1087019B
Application number: DEE14652A
Authority: DE
Inventors: Josef Latzen
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1953-06-17
Filing date: 1953-06-17
Publication date: 1960-08-11
Also published as: FR1107558A

Description

Kugelgelenk zum Übertragen von Lenk- und Steuerkräften od. dgl., insbesondere für Lenk- und Steuergestänge von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk zum Übertragen von Lenk- und Steuerkräften od.. dgl., insbesondere für Lenk- und Steuergestänge von Kraftfahrzeugen, bei welchem der am Gelenkbolzen vorgesehene Kugelkörper einen Kugelabschnitt bildet, der oberhalb der quer durch die Mitte des Kugelkopfes gelegten Ebene im verschlußseitigen-Gehäuseteil durch eine Hohlkugelkappe von dem Kugeldurclnnesser entsprechen.d dem Außendurchmesser zu einer Ganzkugel ergänzt ist und bei welchem zwischen dem Kugelabschnitt und der Hohlkugelkappe eine die Hohlkugelkappe gegen den in .seiner Form der Form der Hohlkugelkappe angepaßten Gehäusedeckel drückende Feder vorgesehen ist.
Kugelgelenke, bei welchen der Kugelkopf am Kugelzapfen einen Kugelabschnitt bildet, dessen Sitz auf der dem Austritt des Kugelzapfens aus dem Gehäuse zugewandten Seite durch eine Schale gebildet ist, sind bereits in einer Ausführungsform bekannt, bei der auf der Verschlußseite des Gehäuses oberhalb der quer durch die Mitte des Kugelkopfes gelegten Ebene der Kugelabschnitt durch eine Hohlkugelkappe zur Ganzkugel ergänzt ist, die am Rand einen Flansch zum Aufsetzen auf den Kugelabschnitt aufweist und gegen eine -ihr gleich gewölbte Lagerfläche des Gehäusedeckels anliegt. Im Inneren der Hohlkugelschale ist eine die -Schale vom Kugelabschnitt abzudrücken bestrebte Feder vorgesehen, so daß der Kugelabschnitt in seine Lagerschale und die Lagerschale in die Lagerfläche für sie im Gehäuse gedrückt werden, während die Hohlkugelschale in die Lagerfläche im Gehäuseverschluß gedrückt wird. Zwischen dem Aufsetzflansch der Hohlkugelschale und der Flachfläche dies Kugelabschnitts ist ein geringes Spiel vorhanden.
Es ist auch eine Ausführung eines Kugelgelenks der vorgenannten Art bekannt, bei welcher die den Kugelabschnitt zur Ganzkugel ergänzende Hohlkugelschale mit ihrem Rand auf eine Absetzung am Rand des Kugelabschnitts oder mit einer hülsenartigen Eindrückung im Scheitel der Hohlkugelschale auf einen zylindrischen Ansatz in der Mitte der Flachfläche des Kugelabschnitts aufgepaßt ist.
Bei anderen Kugelgelenken ist der Kugelabschnitt am Gelenkzapfen durch zwei Kugelschalen aus dünnem Blech, welche den Kugelabschnitt umfassen und deren Trennfuge parallel zur Achse des : felenkzapfens ist, zur Kugelform ergänzt. Hierbei ist in dem von den Blechschalen umschlossenen Hohlraum eine Schraubenfeder vorgesehen, deren eines Ende in eine Vertiefung in der Flachfläche des Kugelabschnitts eingreift und deren anderes Ende sich gegen die nach innen. umgelegten Ränder der Schalen auf der Gehäuseverschlußseite abstützt. Die Feder bewirkt, daß die Innenfläche der Schalen am Kugelabschnitt anliegt. Die Außenflache der Schalen -liegt auf der Gehäuseverschlußseite entweder gegen den ihr gleich gekrümmten Gehäusedeckel oder gegen die innere hohlkugelige Fläche eines zwischen dem Gehäusedeckel und den Schälen angeordneten Ringes aus Lagermaterial an.
Auch sind Kugelgelenke bekannt, bei denen der Kugelkopf am Gelenkzäpfen eine Ausn.ehmung aufweist, in welche eine eine Schraubenfeder enthaltende Kappe eingesetzt ist und bei denen die dem Gehäuse verschluß zugewandte Kappenstirnfläche kugelig ist. Die Schraubenfeder drückt die kugelige Kappenstirnfläche in die kugelige Ausnehmung einer im Verschlußdeckel des Gehäuses angeordneten Scheibe, welche mit Schmiermittel getränkt ist und aus mit Schmiermittel getränktem Metall besteht.
Bei den vorerwähnten bekannten Kugelgelenken müssen die Krümmung der Hohlkugelschale oder Kappe und des Gehäusedeckels genau miteinander übereinstimmen und den gleichen Krümmungsmittelpunkt wie der Kugelkopf aufweisen, wenn der Kugelzapfen einwandfrei zu Winkelausschlägen befähigt sein soll.
Nach der Erfindung ist zwischen der Hohlkugelkappe und dem Gehäusedeckel eine Zwischenlage aus in sich elastischem Werkstoff vorgesehen. DieZw ischenlage aus elastischem Werkstoff gleicht Abweichungen und Ungenauigkeiten zwischen den aneinanderliegenden Flächen und gegenüber dem Kugelkopf aus. Außerdem bietet sie den Vorteil, daß sie beispielsweise bei ihrer Bildung aus mit Diisocyanaten, vornehmlich Naphthylendiisocyanaten umgesetztem Glykol-Polyester, der sich als Werkstoff durch besondere Festigungseigenschaften, Abriebfestigkeit sowie Alte rungsbeständigkeit auszeichnet und die Gleitfähigkeit erhöhende Mittel enthalten kann, fördernd für eine erstrebte Wartungsfreiheit des Gelenks ist sowie zur Vergrößerung der Lebensdauer des Gelenks beiträgt-Weist das Kugelgelenk einen in einer elastischen Futterschale im Gehäuse ruhenden Kugelkopf auf, dann kann der dem Gehäuseverschluß zugewandte Futterrand den der Flachfläche des Kugelabschnitts zugewandten Außenrand der Hohlkugelkappe übergreifen, so daß die Hohlkugelkappe zusätzlich gegenüber dem Kugelabschnitt festgelegt ist. Bei dieser Ausführungsform des Kugelgelenks ruht an keiner Stelle des Gelenks Metall auf Metall bzw. bewegt sich Metall auf Metall und werden alle Abweichungen und Ungenauigkeiten zwischen den aufeinander gleitenden Flächen ausgeglichen, wobei gleichzeitig die Gängigkeit des Gelenkes eine Verbesserung erfahren kann.
Der Rand der elastischen Zwischenlage kann zwischen dem Rand des Gehäusedeckels und dem diesem zugewandten Rand des elastischen Futters eingespannt sein.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die Hohlkugelkappe aus elastischem Werkstoff zu bilden und auf der dem Kugelkopf zugewandten Seite mit einem Blechbelag zu versehen.
Die Hohlkugelkappe kann auch von der elastischen Futterschale für den Kugelkopf übergriffen sein und in ihr ruhen, so daß die elastische Futterschale die elastische Zwischenlage bildet und die Hohlkugelkappe zusammen mit dem Kugelabschnitt elastisch umhüllt und gelagert ist.
Nach der Erfindung ist es möglich dein Gehäusedeckel eine die Auswölbung der elastischen Zwischenlage übersteigende Auswölbung zu geben und zwischen beiden Auswölbungen einen Spalt zu belassen, wodurch eine zusätzliche Elastizität für das Kugelgelenk erzielt wird, indem die elastische Zwischenlage als Membranfeder wirkt.
Die Hohlkugelkappe und die elastische Zwischenlage lassen sich erfindungsgemäß auch zu einem Körper aus elastischem Werkstoff mit entsprechender Wandstärkenbemessung vereinigen.
Die Zeichnung veranschaulicht mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Abb. 1 läßt ein Kugelgelenk im senkrechten Schnitt erkennen; Abb. 2 ist eine Teilansicht eines Senkrechtschnittes durch ein Kugelgelenk etwas geänderter Ausführungsform; Abb. 3 zeigt im Senkrechtschuitt ein Kugelgelenk, bei welchem das elastische Lagerfutter für den Kugelkörper die Hohlkugelkappe übergreift; Abb.4 gibt einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenk wieder, bei welchem die Hohlkugelkappe und die elastische Zwischenlage zu einem elastischen Körper vereinigt sind.
Das Kugelgelenk besteht aus dem Gelenkgehäuse 1 und dem Gelenkbolzen 2 mit dem einen Kugelabschnitt 8 bildenden Kugelkopf, über den der Gelenkbolzen im Gehäuse gelagert ist.
Der Kugelabschnitt ist durch eine Hohlkugelkappe, welche einen dem Kugeldurchmesser des Kugelabschnitts entsprechenden Außenkrümmungsdurchmesser aufweist, zur Ganzkugel ergänzt. Der Gehäusedeckel ist in seiner Form der Hohlkugelkappe angepaßt und zu einer Lagerfläche für die Hohlkugelkappe ausgewölbt. In Abb. 1 bis 3 ist die Hohlkugelkappe mit 27 bezeichnet und ist zwischen der Hohlkugelkappe und der Flachfläche des Kugelabschnitts eine Schraubenfeder 28 angeordnet, welche bestrebt ist, die Hohlkugelkappe gegen den Gehäusedeckel zu drücken.
Gemäß Abb. 1 ist zwischen der Hohlkugelkappe 27 und dem Gehäusedeckel 29 eine elastische Zwischenlage 30 vorgesehen, deren Rand zwischen dem Rand des elastischen Futters 20, in dem der Kugelabschnitt ruht, und dem Rand des Gehäusedeckels eingespannt ist. Das elastische Futter übergreift den Rand der Hohlkugelkappe. Der übergreifende Rand 21 des Futters 20 ist verstärkt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 besteht die Hohlkugelkappe 27 aus elastischem Werkstoff und ist auf der dem Kugelkopf zugewandten Seite mit einem Blechbelag 31 versehen.
In Abb.3 ruht der Kugelkopf 8 ähnlich wie in Abb. 1 in einem elastischen Futter 20 mit verstärktejn Rand 21 auf der dem Gehäusedeckel zugewandten Seite. Das elastische Futter übergreift vollständig die Hohlkugelkappe. Die übergreifende Fläche 47 bildet die elastische Zwischenlage. zwischen der Hohlkugelkappe 27 und dem Gehäusedeckel 29. Der Gehäusedeckel 29 weist eine die Auswölbung der Hohlkugelkappe bzw. der letztere übergreifenden Futterfläche übersteigende Auswölbung 48 auf, so daß zwischen dem Futter bzw. der durch dieses gebildeten elastischen Zwischenlage ein Spalt 49 verbleibt. Die Folge hiervon ist, daß die Futterseite 47 als zusätzliche Membranfederung wirkt, wenn beispielsweise der Federweg der Feder 28 ausgenutzt ist. Diese Maßnahme läßt sich auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 anwenden.
Wie aus Abb. 4 hervorgeht, können die Kugelkappe und die elastische Zwischenlage zwischen ihr und dein Gehäusedeckel zu einem Körper 66 aus elastischem Werkstoff mit entsprechender Wandstärkenbemessung zusammengefaßt sein. Der Körper 66 besitzt auf der dem Kugelabschnitt 8 zugewandten Seite eine Ausnehmung 68 zur Aufnahme der auf den Kugelabschnitt wirkenden Schraubenfeder 69. Die Schraubenfeder kann Kegelform mit auf der Seite des Kugelabschnitts liegendem Grundkreis aufweisen. In diesem Fall hat die Ausnehmung im elastischen Kopfstück entsprechende Hohlkegelform. Die Abschlußfläche des Kugelabschnitts ist zur Aufnahme der Ringfläche 67 des Körpers 66 und der Feder 69 vertieft. Das hier mit 70 bezeichnete elastische Futter übergreift den dem Kugelabschnitt zugewandten Außenrand des elastischen Körpers 66.
Es empfiehlt sich, als elastischen Werkstoff bei dein nach der Erfindung ausgebildeten Kugelgelenk mit Diisocyanaten, vornehmlich Naphthylendiisocyanateii umgesetzen Glykol-Polyester zu verwenden. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch besondere Festigkeitseigenschaften, Abrieb-festigkeit sowie Alterungsbeständigkeit aus und kann die Gleitfähigkeit erhöhende Bestandteile enthalten. Auch mit Polyurethan bezeichneter Kunststoff läßt sich für die im Gehäuse eingesetzten Teile und als Umhüllungswerkstoff für den Kugelkopf verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kugelgelenk zum Übertragen von Lenk- und Steuerkräften od. dgl., insbesondere für Lenk- und Steuergestänge von Kraftfahrzeugen, bei welchem der am Gelenkbolzen vorgesehene Kugelkörper einen Kugelabschnitt bildet, der oberhalb der quer durch die Mitte des Kugelkopfes gelegten Ebene im verschlußseitigen Gehäuseteil durch eine Ho111-kugelkappe von dem Kugeldurchmesser entsprechenden Außendurchmesser zu einer Ganzkuged ergänzt ist und bei welchem zwischen dem Kugelabschnitt und der Hohlkugelkappe eine die Hohlkugelkappe gegen den in seiner Form der Form der Hohlkugelkappe angepaßten Gehäusedeckel drückende Feder vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hohlkugelkappe (27) und dem Gehäusedeckel (29) eine Zwischenlage (30, 47) aus in sich elastischem Werkstoff vorgesehen ist.
2. Kugelgelenk nach Anspruch l mit in einer elastischen Futterschale ruhendem Kugelkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Gehäuseverschluß zugewandte Futterrand den der Flachfläche des Kugelabschnitts (8) zugewandten Außenrand der Hohlkugelkappe (27) übergreift.
3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der elastischen Zwischenlage zwischen dem Rand des Gehäusedeckels (29) und dem diesem zugewandten Rand (21) des elastischen Futters (20) eingespannt ist.
4. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugelkappe (27) aus elastischem Werkstoff besteht und auf der dem Kugelkopf zugewandten Seite mit einem Blechbelag (31) versehen ist.
5. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugelkappe (27) von der elastischen Futterschale (20) für den Kugelkopf (8) vollständig übergriffen ist und in ihr ruht.
6. Kugelgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (29) eine die Auswölbung der elastischen Zwischenlage übersteigende Auswölbung (48) aufweist und zwischen beiden Auswölbungen ein Spalt belassen ist.
7. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugelkappe und die elastische Zwischenlage zu einem Körper (66) aus elastischem Werkstoff mit entsprechender Wandstärkenbemessung vereinigt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 858 510, 854 731, 645 875, 582 421; deutsche Auslegeschrift Nr. 1014 441; USA.-Patentschriften Nr. 2 304 732, 2 281097, 2083718.