DE1425121C - Kalotten-Gelenklager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kalotten-Gelenklagcr, das aus einem kugeligen Innenring sowie aus zwei sphärischen Kalotten besteht, die durch einen Mantelring sowohl radial als auch axial gehalten sind und sich in dessen Bohrung mit einem am inneren Rand angeordneten, senkrecht zur Achsrichtung verlaufenden Flansch abstützen.

Gelenklager, die aus einem kugeligen Innenring und zwei Kalotten mit senkrecht zur Achsrichtung verlaufenden Flanschen bestehen, die sich in der Bohrung eines Lagergehäuses abstützen, sind bereits bekannt. Der Nachteil dieser bekannten Gelenklager ist der, daß der Radius der Kalotten sowohl in der Radial- als auch in der Axialebene gleich dem Radius des kugeligen Innenringes ist; d. h. daß die Kalotten im unbelasteten Zustand bereits satt am Innenring anliegen, so daß bei einer Belastung des Lagers der Hauptteil bzw. die gesamte Last sich nur. auf eine kleine Zone im inneren Bereich der Tragschalen konzentriert. Derartige Lager sind nur für geringe Lasten verwendbar, weil die verfügbare Kontaktfläche nur schlecht ausgenutzt wird.

Ferner gehört ein Gelenklager zum Stand der Technik, bei welchem der Innenring mit kugeliger Außenfläche von einem Blechkörper umgeben ist, dessen Finger den Innenring federnd dergestalt tragen, daß im unbelasteten und im belasteten Zustand des Lagers eine Berührung zwischen dem Innenring und dem im Lagergehäuse befestigten Blechkörper nur in zwei äußeren Ringzonen stattfindet. Bei diesem bekannten Lager werden die einzelnen Finger bei einem größeren Ausschlag der Welle zurückgebogen, so daß sie sich bei wachsender Belastung von dem sphärischen Innenring abspreizen.

Weiterhin ist ein Kugelgelenk bekanntgeworden, bei dem zwischen den Kalotten und dem Gehäuseteil radial und axial vorgespannte Gummiringe vorgesehen sind. Bei diesem bekannten Lager erstreckt sich jedoch die Berührungsfläche zwischen dem Kugelkopf und den Kalotten im zusammengebauten, unbelasteten Zustand, genau wie bei Belastung, über die gesamte Auflagefläche. Nur vor dem Zusammenbau der einzelnen Lagerteile liegt bei dieser bekannten Ausführung eine Linienberührung zwischen den Kalotten und dem Kugelkopf vor. Die Kalotten werden jedoch bereits nach dem Einsetzen in das Lagergehäuse durch die radial und axial vorgespannten Gummiringe an den Kugelkopf gedruckt.

Ferner ist ein Gelenklager mit einem vollwandigen Mantelring aus einem gummiartigen Werkstoff in Verbindung mit Kalotten aus einem dünnwandigen Material bekannt, die mit abgewinkelten Rändern versehen und mit dem Gummiring, der am Mantel mit einer Ringnut versehen ist, durch Vulkanisation verbunden sind. Die Kalotten dieser bekannten Konstruktion sind jedoch in der Axialebene nicht so gekrümmt, daß im eingebauten, unbelasteten Zustand eine Berührung zwischen dem kugeligen Innenring und den Kalotten nur in zwei äußeren Ringzonen stattfindet. Außerdem ist das Material des Ringes, in dem die Kalotten angeordnet sind, viel zu weich, so daß, auch wenn unterschiedliche Krümmungen vorhanden wären, die Kalotten mit dem radial nach außen abgewinkelten Rand nicht fest genug in dem weichen Ring aus Gummi eingespannt sein würden.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Gelenklager zu schaffen, bei dem in einem weiten Lastbereich eine nahezu konstante spezifische Flächenbelastung sowohl bei Radial- als auch bei Axialbelastung erzielt wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die beiden mit dem senkrecht zur Achsrichtung verlaufenden Flansch fest mit dem Mantelring verspannten Kalotten, deren freie Abschnitte in radialer Richtung eine Federmöglichkeit besitzen, in der Axialebene derart gekrümmt sind, daß im eingebauten, unbelasteten Zustand eine Berührung zwisehen dem kugeligen Innenring und den Kalotten nur in zwei axial äußeren Ringzonen stattfindet und sich die Auflagefläche erst bei bestimmter axialer bzw. radialer Belastung so weit vergrößert, daß sie sich annähernd über die gesamte Breite einer oder beider Kalotten erstreckt.

Die Federung der Kalotten kann zusätzlich noch, z. B. durch nachgiebige Abstützungen, beeinflußt werden.

Diese Änderung der Schmiegungsverhältnisse bei steigender Belastung bewirkt eine Erhöhung der Tragfähigkeit dieses erfindungsgemäßen Lagers gegenüber den bekannten Konstruktionen.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist der, daß eine derartige Lagerkonstruktion weitgehend unempfindlich ist gegenüber Passungstoleranzen von Innen- und Außenring sowie gegenüber den dadurch hervorgerufenen Radialluftveränderungen. Ebenso bleiben kleine Fertigungsungenauigkeit ohne Einfluß.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt

F i g. 1 ein Gelenklager im Schnitt im unbelasteten Zustand,

F i g. 2 ein Gelenklager gemäß F i g. 1 im belasteten Zustand,

F i g. 3 ein Gelenklager, bei dem die Kalotten durch einen axial geschlitzten Profilring unterstützt sind,

F i g. 4 ein Gelenklager, bei dem die Kalotten durch einen axial geschlitzten, vollwandigen Ring unterstützt sind und

F i g. 5 ein Gelenklager, bei welchem die Blechkalotten durch geschlossene, winkelförmige Zwischenringe unterstützt sind.

In der Fig. 1 wird das erfindungsgemäße Gelenklager im unbelasteten Zustand gezeigt. Die gepreßten Blechkalotten 1 sind mit einer entsprechenden Krümmung 2 versehen, so daß die Blechkalotten im unbelasteten Zustand nur in zwei Ringzonen 3 auf dem Innenring 4 aufliegen. Die· Blechkalotten 1 sind ferner am inneren Rand mit senkrecht zur Achsrichtung verlaufenden kurzen Flanschen 5 versehen, die zusammen mit einem Distanzring 6 in der Bohrung 7 des Mantelringes 8 angeordnet sind. Durch die stirnseitig an beiden Seiten des Mantelringes angeformten Halteteile 9 werden die beiden Blechkalotten mit dem Distanzring zusammengehalten und bilden so mit dem kugeligen Innenring eine geschlossene Einheit.

Wie aus der F i g. 2 hervorgeht, federn die Blechkalotten 1 bei bestimmter Belastung so weit durch, daß sie sich in der tragenden Zone satt an den kugeligen Innenring 4 anlegen.
In F i g. 3 bis 5 werden weitere Ausführungsformen der Erfindung gezeigt. Die dort beschriebenen Konstruktionen weichen von der in den F i g. 1 und 2 abgebildeten Ausführung lediglich in der Art der Abstützung der Kalotten ab.

F i g. 3 zeigt ein Gelenklager nach der Erfindung für höhere Belastungen. Hier werden die in Ausdrehungen 10 eines geschützen Mantelringes 11 eingesetzten Blechkalotten 12 durch aus dem Ring herausgearbeitete elastische Ringelemente 13 abgestützt. Der Mantelring 11 kann bei dieser Ausführung z. B.

aus Stahl gefertigt werden, weil die Ringelemente 13 mit den Blechkalotten 12 durch die stirnseitigen Ausdrehungen 14 elastisch nachgeben können.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in der F i g. 4 abgebildet. Die Blechkalotten 12 werden in diesem Fall durch einen geschlitzten, vollwandigen Mantelring 15 aus einem elastischen Werkstoff, z. B. Kunststoff, abgestützt.

F i g. 5 zeigt ein Gelenklager gemäß der Erfindung, bei welchem die Kalotten durch Zwischenringe 16 mit L-förmigem Querschnitt unterstützt werden. Bei diesen Ringen handelt es sich um geschlossene, elastische Ringe, die sich in der durchgehenden Bohrung 17 eines geschlossenen Mantelringes 18 abstützen. Diese Ringe 16 sind zur axialen Halterung auf dem Mantel mit Ringwülsten 19 versehen, die bei der Montage des Gelenklagers in entsprechende Ausdrehungen in der Bohrung des Mantelringes einrasten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   !. Kalotten-Gelenklager, bestehend aus einem kugeligen Innenring sowie aus zwei sphärischen Kalotten, die durch einen Mantelring sowohl radial als auch axial gehalten sind und sich in dessen Bohrung mit einem am inneren Rand angeordneten, senkrecht zur Achsrichtung verlaufenden Flansch abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden mit dem senkrecht zur Achsrichtung verlaufenden Flansch (5) fest mit dem Mantelring (8, 11, 15, 18) verspannten Kalotten (1, 12), deren freie Abschnitte in radialer Richtung eine Federmöglichkeit besitzen, in der Axialebcne derart gekrümmt sind, daß im eingebauten, unbelasteten Zustand eine Berührung zwischen dem kugeligen Innenring (4) und den Kalotten nur in zwei axial äußeren Ringzonen stattfindet und sich die Auflagefläche erst bei bestimmter axialer bzw. radialer Belastung so weit vergrößert, daß sie sich annähernd über die gesamte Breite einer oder beider Kalotten erstreckt.
2. 2. Kalotten-Gelenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalotten (1) durch einen vollwandigen Mantelring (8) unterstützt sind.
3. 3. Kalotten-Gelenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalotten (12) durch einen profilierten Mantelring (11) unterstützt sind.
4. 4. Kalotten-Gelenklager nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelring (11, 15) axial geschlitzt oder geteilt ist.
5. 5. Kalotten-Gelenklager nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalotten (1) durch im Querschnitt L-förmig ausgebildete, elastische, geschlossene Ringe (16), die mit einem radial verlaufenden Teil auf entsprechend angeformten zylindrischen Ansätzen der Kalotten (1) aufsitzen, abgestützt sind.
6. 6. Kalotten-Gelenklager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt L-förmig ausgebildeten Ringe (16) auf dem Mantel mit einem Ringwulst (19) versehen sind.