DE112005000333B4

DE112005000333B4 - Kugelgelenk und Lagerschale

Info

Publication number: DE112005000333B4
Application number: DE112005000333.7T
Authority: DE
Inventors: Trygve Ruste; Stig Fredrik Mathiesen
Original assignee: Raufoss Tech AS
Current assignee: Raufoss Tech AS
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2017-11-23
Anticipated expiration: 2025-02-15
Also published as: WO2005078290A1; NO20043247L; DE112005000333T5; NO20043247D0; KR101089268B1; US7985034B2; KR20070012646A; US20080019765A1; NO323260B1

Abstract

Kugelgelenk für die Radaufhängung in Fahrzeugen, mit einer Schale (3), einer Kugel (2) und einem Gehäuse (4), wobei die Kugel in der Schale (3) angebracht ist und die Schale (3) durch Schlitze (8), die in der Schale (3) von einer Kompressionsnut (10) der Schale (3) bis zu ihrem oberen Rand verlaufen, in Lippenelemente (9) unterteilt ist, wobei die Lippenelemente (9) an der Kompressionsnut (10) nach außen gebogen werden können, um Platz für die Kugel (2) zu schaffen, wobei wenigstens zwei Schlitze (8) in der Schale (3) als gekrümmte Einschnitte oder spiralförmige Schlitze auf gegenüberliegenden Seiten der Schale (3) angeordnet sind und so angeordnet sind, dass sie sich im Wesentlichen diagonal um Teile der Schale (3) vom Rand der Schale zum Bereich der Mittellinie der Schale erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionsnut (10) zu einem Punkt unterhalb der Mitte der Schale (3) verschoben ist, und dass die Wanddicke der Schale (3) von der Mitte nach oben zum Rand der Lippenelemente (9) abnimmt, so dass ihre Dicke (t1; t2) in horizontaler Richtung konstant ist und die relative Dicke (t) abnimmt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk für Radaufhängungseinheiten in Fahrzeugen.
Technischer Hintergrund
Kugelgelenke, die im Lenkgetriebe und in der Radaufhängung von Fahrzeugen verwendet werden, umfassen gewöhnlich eine Schale und eine darin angebrachte Kugel. Die Funktion der Schale ist jene eines Lagers in dem Gelenk und jene der Verteilung von Schmiermittel auf der Oberfläche der Kugel. Dies ist besonders wichtig, wenn für die Kugel keine anderen korrosionsverhindernden Maßnahmen vorgesehen sind. Die Schale soll außerdem eine Vorbelastung der Kugel zulassen, um einen Schlupf in der Verbindung zu verhindern. Um die Kugel in einer einteiligen Schale anzubringen, ist es notwendig, die Öffnung am offenen Ende der Schale auf die Größe des Durchmessers der Kugel erweitern zu können. Gewöhnlich wird dies erreicht durch Unterteilen dieses Endes durch 6–8 Schlitze nach unten bis zum Zentrum der Schale, wodurch Lippenelemente gebildet werden, und durch Vorsehen einer Verdünnung der Schale, damit sich die Lippen nach außen biegen können, siehe 1 und 2.
Aus der US 4,318,627 A und der JPH11132222A sind Kugelgelenkschalen bekannt, die beidseitig Schlitze aufweisen, die ein Einführen einer Gelenkkugel größeren Nominaldurchmessers ermöglichen. Durch die elastischen Materialeigenschaften der Kugelgelenkschale wird so eine spielausgleichende Vorspannung der Kugelgelenkschale erreicht.
Der Nachteil dieser Lösung des Standes der Technik besteht darin, dass alle oben genannten Maßnahmen zu einer Verringerung der aktiven Lastlagerfläche der Schale beitragen, wodurch das Lastaufnahmepotential bei einem gegebenen Durchmesser verringert wird. Aufgrund der räumlichen Beschränkungen ist es oftmals notwendig, in dem Gelenk eine Kugel zu verwenden, die so klein wie möglich ist, was dem Entwurf der Schalen entgegensteht.
Kurzzusammenfassung der Erfindung
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kugelgelenke und Schalen von Kugelgelenken zu schaffen, bei denen die primäre Belastung in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung (75–100° am Kugelbolzen) erfolgt; die Schale schafft eine wirksame Verteilung von Schmiermittel auf der Kugel; die Schale ist einteilig hergestellt; und besitzt eine geringere Größe und eine erhöhte Lastaufnahmekapazität im Vergleich zu Schalen des Standes der Technik.
Dies wird erzielt durch ein Kugelgelenk nach Anspruch 1 und eine Schale nach Anspruch 4. Vorteilhafte Ausführungsformen des Kugelgelenks und der Schale gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 einen Querschnitt durch ein Kugelgelenk des Standes der Technik zeigt,
2 eine Einzelheit eines Kugelgelenks des Standes der Technik zeigt, die veranschaulicht, wie eine Kugel in einer Schale angebracht wird,
3 die Schale der Erfindung in einer Schnitt- und in einer Draufsicht zeigt,
4 eine Einzelheit der erfindungsgemäßen Schale zeigt,
5 eine Einzelheit der erfindungsgemäßen Schale zeigt.
Genaue Beschreibung der Erfindung
1 zeigt ein Kugelgelenk (1) des Standes der Technik. Das Kugelgelenk umfasst eine Kugel (2), die in einem Lenker (4) angeordnet ist, indem sie in einem Hohlraum, dem eine Schale (3) zugeordnet ist, in Eingriff ist. Das Kugelgelenk (1) schafft ferner eine Verbindung zwischen dem Lenker (4) und einem Radgehäuse (7). Der Hohlraum mit der Kugel und der Schale ist durch Gummibälge geschützt, um ein Eindringen von Fremdstoffen und Schmutz, die die Bewegungsfreiheit beeinträchtigen könnten, zu verhindern. Das Kugelgelenk wird mit Fett (5) oder mit einem anderen Schmiermittel, das durch 6–8 Schlitze (8) in der Schale (3) um die Kugel verteilt wird, geschmiert. Die Schlitze (8) haben zusätzlich zu der Verteilung des Schmiermittels (5) eine weitere Funktion. Die Schlitze unterteilen nämlich die Schalen in Lippenelemente (9), die ein Öffnen der Schale ermöglichen, um die Kugel (2) aufzunehmen, wie in 2 gezeigt ist. Die Ausdehnung der Öffnung wird durch die Lippenelemente ermöglicht, die in der Mitte der Schale in einer Kompressionsnut (10) konisch zulaufen, wodurch geschwächte Bereiche geschaffen werden, die den Lippenelementen (9) ermöglichen, sich nach außen zu biegen.
Die erfindungsgemäße Schale hat die gleiche Funktion wie die Schale des Standes der Technik, die in den 1 und 2 gezeigt ist, sie ist jedoch so entworfen, dass die Lastaufnahmekapazität des Kugelgelenks (1) bei gegebenem Durchmesser erhöht ist. Gemäß der Erfindung sind in der Schale zwei Schlitze (8) vorgesehen. Damit die Schlitze eine gute Schmierungswirkung schaffen, sind sie als gekrümmte Einschnitte oder spiralförmige Schlitze auf gegenüberliegenden Seiten der Schale entworfen, die sich im Wesentlichen diagonal von der Öffnung zu einem Punkt unterhalb der Mitte der Schale erstrecken. Daher sind die Schlitze in einem Abstand von 180° voneinander und unter einem Winkel von 90° in Hauptbelastungsrichtung angeordnet, wie in 3 gezeigt.
Aufgrund der Anordnung der Schlitze ist die Kompressionsnut (10) aus der Mitte, die den am stärksten belasteten Bereich bildet, um etwa 3,5 mm verschoben, wie in 4 gezeigt ist.
Weiterhin ist die Schale neuartig entworfen. Die Wand der Schale besitzt eine Dicke, die von der Mitte zur Öffnung der Schale abnimmt, so dass die Dicke in horizontaler Richtung (t1, t2) bis zum Rand der Schale eine konstante Größe hat (siehe 5). Das bedeutet, dass die effektive Dicke (t) abnimmt. Dieser Entwurf schafft in der aktiven Oberfläche einen bestimmten Druck, der so gleichmäßig wie möglich ist, weshalb die Schale (2) einer höheren Last widerstehen kann.
Die oben genannten kennzeichnenden Merkmale verbessern die Lastaufnahmekapazität der Schale bei einem gegebenen Durchmesser oder dann, wenn Raumbeschränkungen eine Verringerung ihrer Abmessungen erfordern, erheblich.

Claims

Kugelgelenk für die Radaufhängung in Fahrzeugen, mit einer Schale (3), einer Kugel (2) und einem Gehäuse (4), wobei die Kugel in der Schale (3) angebracht ist und die Schale (3) durch Schlitze (8), die in der Schale (3) von einer Kompressionsnut (10) der Schale (3) bis zu ihrem oberen Rand verlaufen, in Lippenelemente (9) unterteilt ist, wobei die Lippenelemente (9) an der Kompressionsnut (10) nach außen gebogen werden können, um Platz für die Kugel (2) zu schaffen, wobei wenigstens zwei Schlitze (8) in der Schale (3) als gekrümmte Einschnitte oder spiralförmige Schlitze auf gegenüberliegenden Seiten der Schale (3) angeordnet sind und so angeordnet sind, dass sie sich im Wesentlichen diagonal um Teile der Schale (3) vom Rand der Schale zum Bereich der Mittellinie der Schale erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionsnut (10) zu einem Punkt unterhalb der Mitte der Schale (3) verschoben ist, und dass die Wanddicke der Schale (3) von der Mitte nach oben zum Rand der Lippenelemente (9) abnimmt, so dass ihre Dicke (t₁; t₂) in horizontaler Richtung konstant ist und die relative Dicke (t) abnimmt.
Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (3) zwei Schlitze (8) aufweist, wobei die Schlitze (2) in einem Abstand von 180° voneinander und unter einem Winkel von 90° in Bezug auf die Hauptbelastungsrichtung angeordnet sind.
Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) ein integrierter Abschnitt eines Lenkers (4) ist.
Schale (3) eines Kugelgelenks (1) für die Radaufhängung in Fahrzeugen, wobei die Schale (3) durch Schlitze (8), die in der Schale (3) von einer Kompressionsnut (10) der Schale (3) bis zu ihrem oberen Rand verlaufen, in Lippenelemente (9) unterteilt ist, wobei die Lippenelemente (9) an der Kompressionsnut (10) nach außen gebogen werden können, um die Kugel (2) aufzunehmen, wobei wenigstens zwei Schlitze (8), die in der Schale (3) als gekrümmte Einschnitte oder spiralförmige Schlitze auf gegenüberliegenden Seiten der Schale (3) angeordnet sind und so angeordnet sind, dass sie sich im Wesentlichen diagonal um Teile der Schale (3) vom Rand der Schale zum Bereich der Mittellinie der Schale erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionsnut (10) zu einem Punkt unterhalb der Mitte der Schale (3) verschoben ist, und dass die Wanddicke der Schale (3) von der Mitte nach oben zum Rand der Lippenelemente (9) abnimmt, so dass ihre Dicke (t₁; t₂) in horizontaler Richtung konstant ist und die relative Dicke (t) abnimmt.
Schale nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Schlitze (8) aufweist, die in einem gegenseitigen Abstand von 180° und unter einem Winkel von 90° in Bezug auf die Hauptbelastungsrichtung angeordnet sind.