DE1107528B

DE1107528B - Double ball joint, especially for connecting the pitman arm to the two tie rods of a motor vehicle

Info

Publication number: DE1107528B
Application number: DET15731A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Fritz Ostwald; Herbert Boell; Wilhelm Knapp
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1958-10-08
Filing date: 1958-10-08
Publication date: 1961-05-25

Description

Doppelkugelgelenk, insbesondere zur Verbindung des Lenkstockhebels mit den zwei Spurstangen eines Kraftwagens Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelkugelgelenk, insbesondere zur Verbindung des Lenkstockhebels mit den zwei Spurstangen eines Kraftwagens.Double ball joint, especially for connecting the pitman arm with the two tie rods of a motor vehicle The invention relates to a double ball joint, in particular for connecting the pitman arm to the two tie rods of a motor vehicle.

Die Anlenkung der zwei gelenkten Vorderräder eines Kraftwagens über Spurstangen an dem Lenkstockhebel erfolgt üblicherweise mittels zweier Kugelgelenke, deren Kugelbolzen an einem Doppelauge des Lenkstockhebels festgeschraubt werden.The articulation of the two steered front wheels of a motor vehicle Tie rods on the pitman arm are usually made by means of two ball joints, whose ball studs are screwed to a double eye on the pitman arm.

An Stelle der zwei Kugelgelenke tritt bei einer anderen bekannten Ausführung ein am Lenkstockhebel untergebrachtes einfaches Kugelgelenk, aus dem zwei gleiche Achsen herausgeführt werden, um die Spurstangenenden aufzunehmen. Lösungen, wie die vorherbeschriebenen, sind bei bestimmten Anforderungen an die Lenkkinematik eines Fahrzeuges unbefriedigend, wenn es nämlich wünschenswert wird, zwei Kugelgelenke um einen gemeinsamen Mittelpunkt zu vereinigen. Solche Gelenke nennt man Doppelkugelgelenke.Instead of the two ball joints, another known one occurs Execution of a simple ball joint housed on the pitman arm, from which two identical axles are brought out to accommodate the tie rod ends. Solutions, like those previously described, are with certain requirements on the steering kinematics of a vehicle unsatisfactory, namely, when it becomes desirable, two ball joints to unite a common center. Such joints are called double ball joints.

Bekannte Doppelkugelgelenke mit einem gemeinsamen Mittelpunkt lassen die Notwendigkeit außer acht, daß, um das Auftreten von Biegespannungen zu vermeiden, die Spurstangenenden gleichachsig mit den Spurstangenmitten verlaufen müssen. Ein weiteres bekanntes Doppelkugelgelenk erfüllt zwar diese Forderung, ist aber von einer Konstruktion, die die freie Beweglichkeit des Kugelbolzens einschränkt. Dieser liegt nur drehbar, nicht aber schwenkbar im Gehäuse. Eine weitere Beeinträchtigung der freien Beweglichkeit dieses Gelenkes geschieht durch seine Anordnung an einem mit dem Fahrzeug verbundenen Lenker. Auch ist die Vorspannung der Gelenkteile untereinander insofern nicht glücklich, als eine Spannhülse zwei das Gehäuse bildende halbkugelige Lagerschalen derart zusammenhält, daß der Druck der Spurstangenenden an ihrer Stoßstelle aufgenommen werden muß. Auch muß der Kugelkopf durchbohrt werden und verliert an Lagerfläche und Starrheit, während die Kugelhalbschalen unter dem Spanndruck der Hülse stehen, so daß sie deformiert werden können.Let known double ball joints with a common center point disregarding the need that, in order to avoid the occurrence of bending stresses, the tie rod ends must be coaxial with the tie rod centers. A Another well-known double ball joint fulfills this requirement, but is of a construction that restricts the free movement of the ball pin. This is only rotatable, but not pivotable in the housing. Another drawback the free mobility of this joint happens through its arrangement on one handlebars connected to the vehicle. There is also the preload between the joint parts insofar as not happy, as a clamping sleeve two hemispherical ones forming the housing Holds the bearing shells together in such a way that the pressure of the tie rod ends at their joint must be included. The ball head also has to be pierced and loses Bearing surface and rigidity, while the spherical shells under the clamping pressure of the Stand so that they can be deformed.

Die Erfindung geht von der Forderung aus, daß die Spurstangenenden zur Vermeidung von Biegespannungen auf die Spurstange nicht gekröpft werden dürfen und daß das Kugelgelenk bei kleinen Abmessungen möglichst große berührende Flächen, d. h. geringe Flächenpressung hat und dadurch auch geringem Verschleiß unterliegt. Das Doppelkugelgelenk nach der Erfindung vereinigt in sich alle Eigenschaften, die man zu einer einwandfreien Lenkung voraussetzt. Seine Mittelachse liegt gleichachsig zu den Spurstangenmittelachsen, der Kugelbolzen hat allseitig freie Drehbeweglichkeit, die Zahl der herausgeführten beweglichen Gestängeteile ist auf das erstrebenswerte Minimum von drei beschränkt, Lenker sind überflüssig, und das Gelenklager zeichnet sich durch eine fliegende Ausbildung aus. Die Verspannung hat keine Deformation zur Folge, und die Spurstangenkräfte wirken auf die volle ungeteilte Lagerfläche.The invention is based on the requirement that the tie rod ends To avoid bending stresses on the tie rod, the tie rod must not be cranked and that the ball joint has the largest possible contact surfaces with small dimensions, d. H. has low surface pressure and is therefore also subject to little wear. The double ball joint according to the invention combines all properties that is required for proper steering. Its central axis is coaxial to the tie rod center axes, the ball pin can rotate freely on all sides, the number of moving rod parts brought out is desirable A minimum of three is limited, links are superfluous, and the spherical bearing is excellent through flying training. The bracing has no deformation result, and the tie rod forces act on the full undivided storage area.

Die Erfindung bezieht sich demnach auf ein Doppelkugelgelenk, insbesondere zur Verbindung des Lenkstockhebels mit den zwei Spurstangen eines Kraftwagens, bestehend aus einem Kugelzapfen, zwei Kugelhalbschalen, die die auf dem Kugelzapfen lagernden, zu ihren Spurstangen gleichachsigen und als Kugelabschnitte ausgebildeten Enden der Spurstangen umfassen, und einem Gehäuse mit Deckel, das hohlkugelförmig ausgebildet ist.The invention accordingly relates to a double ball joint, in particular for connecting the pitman arm with the two tie rods of a motor vehicle, consisting of from a ball stud, two spherical half-shells, which are placed on the ball stud, ends coaxial to their tie rods and designed as spherical sections the tie rods, and a housing with a cover, which is hollow spherical is.

Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit dem Deckel und den zwei Halbschalen der Lagerkugel eine Einheit bildet, wobei es die Spurstangen in Langlöchern mit Drehbeweglichkeit in einer Ebene und den Kugelzapfen in einer weiten Öffnung mit allseitig freier Drehbeweglichkeit aufnimmt. Hierzu sind die Kugelhalbschalen in an sich bekannter Weise von dem Gehäuse zu einer Lagerkugel zusammengefügt, wobei das Gehäuse von einem oder zwei Schraubdeckeln verschlossen ist. Nach der Erfindung sind die Langlöcher der Kugelhalbschalen zur Führung der Enden der Spurstangen von einem Bund eingefaßt, der von einer entsprechenden Öffnung des Gehäuses formschlüssig gehalten wird oder frei in die Bohrung des Schraubdeckels eintritt. In verschiedenen Abwandlungen können bei der Erfindung der Schraubdeckel und die Spurstange eine gemeinsame Achse haben. Es kann aber auch der Schraubdeckel mit dem Kugelbolzen eine gemeinsame Achse haben. In bekannter Weise sind die korrespondierenden Öffnungen für den Kugelbolzen und die Enden der Spurstangen in den Kugelhalbschalen, dem Gehäuse und den Deckeln durch Schutzkappen verschlossen. Ferner sind erfindungsgemäß die Langlöcher für den Durchlaß der Spurstangen um den Pol der Kugelhalbschalen angeordnet.It is characterized in that the housing with the cover and the two half-shells of the bearing ball forms a unit, with the tie rods in elongated holes with rotary mobility in one plane and the ball stud in one wide opening with free rotation on all sides. For this are the Ball half-shells from the housing to a bearing ball in a manner known per se assembled, with the housing closed by one or two screw caps is. According to the invention, the elongated holes of the spherical shells are used to guide the Ends of the tie rods are bordered by a collar that has a corresponding opening of the housing is held positively or freely in the bore of the screw cap occurs. In various modifications, the invention the screw cap and the tie rod have a common axis. But it can also the screw cap and the ball pin have a common axis. In well-known Way are the corresponding openings for the ball pin and the ends of the Tie rods in the spherical shells, the housing and the covers through protective caps locked. Furthermore, according to the invention, the elongated holes for the passage of the tie rods arranged around the pole of the spherical shells.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Schnitt durch die in einem Doppelkugelgelenk vereinigten beiden Spurstangen, Abb. 2 die Ansicht in Richtung X der Abb.1 sowie Abb. 3 und 4 andere Ausführungsformen.In the drawing are various embodiments of the invention shown. It shows Fig. 1 a section through the in a double ball joint united two tie rods, Fig. 2 the view in direction X of Fig.1 and Fig. 3 and 4 other embodiments.

Die Vereinigung der beiden Kugelhalbschalen 6 kann durch verschiedene Mittel erfolgen. Die einfachste Möglichkeit ist, sie aneinander zu flanschen oder miteinander zu verschrauben. In Abb. 1 und 2 werden die Kugelhalbschalen 6 durch ein Gehäuse 7 und einen Schraubdeckel 8 zusammengefaßt. In den von den Kugelhalbschalen gebildeten Hohlschalen lagern die zu Kugelschalenausschnitten 5 ausgebildeten Enden der Spurstangen 4. Die Öffnungen in den Kugelhalbschalen 6, durch die die Spurstangen 4 austreten, sind als Langlöcher ausgebildet, die von einem Bund 3 eingefaßt sind. Das Gehäuse 7 gibt dem Bund 3 in einer gleichgeformten öflfnung Halt gegen Drehen. Der Schraubdeckel 8 gibt dem Bund 3 seiner zugeordneten Kugelhalbschale Raum in einer runden Bohrung. In den Kugelschalenausschnitten 5 wird die Kugel des Kugelbolzens 2 gehalten, der wiederum in einer Bohrung des Lenkstockhebels 1 festsitzt. Alle Öffnungen sind mit Staubkappen 9 verschlossen.The union of the two spherical shells 6 can be different Means done. The easiest option is to flange them together or to screw together. In Fig. 1 and 2, the spherical shells 6 are through a housing 7 and a screw cap 8 are combined. In those of the spherical half-shells The hollow shells formed store the ends formed into spherical shell cutouts 5 the tie rods 4. The openings in the spherical shells 6 through which the tie rods 4 emerge are designed as elongated holes which are bordered by a collar 3. The housing 7 gives the collar 3 a hold against turning in an opening of the same shape. The screw cap 8 gives space in the collar 3 of its assigned spherical shell a round hole. The ball of the ball pin is in the ball socket cutouts 5 2 held, which in turn is stuck in a hole in the pitman arm 1. All Openings are closed with dust caps 9.

Abb.2 zeigt die langlochförmige Öffnung der Kugelhalbsehale 6 mit ihrem Bund 3.Fig.2 shows the slot-shaped opening of the spherical half-shells 6 with their covenant 3.

Eine andere mögliche Ausführungsform ist in Abb. 3 dargestellt. Das Gehäuse 10 hat hier zylindrische Form und wird durch zwei Schraubdeckel 8 verschlossen, die in kugelförmigen Ausdrehungen die Kugelhalbschalen 6 aufnehmen und zur Lagerkugel vereinigen. Die Hauptachse dieses Gehäuses und der Schraubdeckel 8 fällt, wie bei dem Doppelkugelgelenk nach den Abb. 1 und 2. mit der Längsmittelachse der Spurstangen zusammen.Another possible embodiment is shown in FIG. That Housing 10 here has a cylindrical shape and is closed by two screw caps 8, which take up the spherical shells 6 in spherical recesses and become the bearing ball unite. The main axis of this housing and the screw cap 8 falls, as at the double ball joint according to Fig. 1 and 2. with the longitudinal center axis of the tie rods together.

Abb. 4 zeigt eine Ausführung, bei der das Gehäuse Durchlässe in Richtung der Spurstangenlängsachse aufweist, während der Schraubdeckel 11 die Öffnung für den Kugelbolzen enthält. Bei dieser Konstruktion wird dem Deckel ein Druckstück 12 zugefügt, das gemeinsam mit dem Gehäuse 13 die Kugelhalbschalen zusammenfaßt.Fig. 4 shows an embodiment in which the housing has passages in the direction of the longitudinal axis of the tie rod, while the screw cap 11 contains the opening for the ball pin. In this construction, a pressure piece 12 is added to the cover, which together with the housing 13 summarizes the spherical half-shells.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Double ball joint, especially for connection of the pitman arm with the two tie rods of a motor vehicle, consisting of one Ball stud, two spherical half-shells, which are stored on the ball stud, to yours Coaxial tie rods and ends of the tie rods designed as spherical sections include, and a housing with a cover, which is hollow spherical, thereby characterized in that the housing (7 or 10 or 13) with the cover (8 or 11) and the two half-shells (6) of the bearing ball forms a unit, with the tie rods (4) in elongated holes with rotary mobility in one plane and the ball studs (2) takes up in a wide opening with free rotation on all sides.

2. Double ball joint according to claim 1, characterized in that the spherical half-shells (6) in themselves in a known way from the housing (7 or 10 or 13) joined together to form a bearing ball are, with the housing closed by one or two screw caps (8 or 11) is.

3. Double ball joint according to claim 1, characterized in that the elongated holes the spherical shells (6) for guiding the ends of the tie rods (4) from a collar (3) are bordered by a corresponding opening in the housing (7 or 10 or 13) is held positively or freely in the bore of the screw cap (8) occurs.

4. Double ball joint according to claims 1 to 3, characterized in that that the screw cap (8) and the tie rods (4) have a common axis.

5. Double ball joint according to Claims 1 to 3, characterized in that the screw cap (11) and the ball pin (2) have a common axis.

6. Double ball joint after Claim 1, characterized in that the corresponding openings for the Ball pins (2) and the ends of the tie rods (4) in the ball half-shells (6), the Housing (7 or 10 or 13) and the covers (8 or 11) in a manner known per se are closed by protective caps (9).

7. double ball joint according to claim 1, characterized in that the elongated holes for the passage of the tie rods (4) are arranged around the pole of the spherical shells (6). Documents considered German Patent No. 506 246; French patents nos. 1001078, 920 719; U.S. Patent No. 2,448,851.