DE1450064B2

DE1450064B2 - Sich selbst nachstellendes kugelgelenk mit einem pfannengelenk

Info

Publication number: DE1450064B2
Application number: DE19641450064
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Wehner, William C , Detroit, Mich (VStA)
Priority date: 1964-03-03
Filing date: 1964-07-02
Publication date: 1972-02-17
Also published as: US3389928A; GB1044720A; GB992100A; DE1450064A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein sich selbstnachstellendes Kugelgelenk mit einem Pfannengelenk, welches mit einem Kugelzapfenkopf — Auflagesitz — versehen ist und einen Kugelzapfen mit einem Kugelkopf aufweist, dessen Schaft sich aus dem Pfannenteil heraus erstreckt, wobei eine Wand des Pfannengelenks im Abstand vom Kugelkopf verläuft und auf dessen dem Sitz entgegengesetzten Seite angeordnet ist, mit zwei miteinander verschraubten Elementen zwischen dem Kugelkopf und der Wandung sowie Federn od. dgl., die zwischen eines der Elemente und die Nachstellvorrichtung gespannt sind, um diese Elemente ständig in Auseinanderschraubrichtung zu belasten und den Kugelzapfenkopf gegen den Sitz zu drücken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachstellvorrichtung dieses Typs zu schaffen, wobei eines der nachzustellenden Elemente in bezug auf den Kugelkopf einstellbar ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die miteinander verschraubten Elemente quer zur Verschraubungsachse verschiebbar sind und sich an der Wand des Gelenks und dem Kugelkopf abstützen.

Es ist zwar ein sich selbstnachstellendes Kugelgelenk gemäß den oben angegebenen Merkmalen bekannt; bei diesem ist jedoch eine Verstellung der Elemente in bezug auf den Kugelkopf nicht möglich.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß eine biegsame Ringdichtung eins der Elemente umschließt und den Zwischenraum zwischen letzterem und der Umfassungswandung abdichtet.

Eine weitere Abwandlung der Erfindung besteht darin, daß das sich an der Wand abstützende Element einen nachgiebigen Teil aufweist, der sich bei axialer Belastung am Kugelzapfen und der Wand abstützt und bei einer normalen exzentrischen Bewegung des Kugelkopfes nachgibt, um sich Veränderungen des mittleren Abstandes des Kopfes von der Wand anzupassen; der nachgiebige Teil kann dabei aus einem elastomeren zwischen der Wand und den Elementen angeordnetem Kissen bestehen; statt dessen kann ein Element auch einstückig mit dem nachgiebigen Teil verbunden sein und aus einem elastischen Material bestehen.

Eine weitere Abwandlung der Erfindung besteht darin, daß ein Element mit einem sich radial erstreckenden Flansch versehen ist, der eine Dichtungslippe aufweist; die die Dichtungslippe abstützende Wand kann sich ringförmig zwischen den Elementen und der Wand des Gelenks erstrecken.

Schließlich ist es auch möglich, daß ein Element aus einer Mutter und das andere Element aus einer Schraube aus elastischem Material besteht.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt einen Teil des Kugelgelenks,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht des in F i g. 1 teilweise dargestellten Kugelgelenks, bei dem jedoch einige Einzelheiten abgewandelt sind,

F i g. 3 eine weitere Teilansicht im Längsschnitt einer abgewandelten Ausführungsform eines Kugelgelenks,

F i g. 4 im Längsschnitt eine Einzelheit der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform mit einer geringfügigen Abänderung,

F i g. 5 eine F i g. 1 ähnliche Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 6 in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform mit einigen Abwandlungen,

F i g. 7 eine F i g. 1 ähnliche Schnittansicht, bei der die erfindungsgemäße Nachstellvorrichtung seitlich verschoben ist,

F i g. 8 eine Teilansicht im Schnitt einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 9 eine F i g. 8 ähnliche Teilansicht derselben Ausführungsform,

F i g. 10 ein Detail der in F i g. 8 und 9 gezeigten Ausführungsform mit einigen abgewandelten Einzelheiten,

Fig. 11 eine Draufsicht auf die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform, jedoch nicht mit vollständig zusammengebauten Teilen,

Fig. 12 eine Schnittansicht der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform nach Linie 12-12,

Fig. 13 eine Seitenansicht der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform,

Fig. 14 einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenk gemäß der Erfindung,

Fig. 15 eine Fig. 8 ähnliche Schnittansicht, wobei jedoch die Abdichtungen teilweise weggelassen wurden,

Fig. 16 ein Detail im Aufriß einer abgeänderten Ausführungsform,

Fig. 17 eine Teildraufsicht auf ein Kugelgelenk mit dem Detail gemäß Fig. 16 und

Fig. 18 eine teilweise Draufsicht auf eine abgeänderte Ausführungsform.

Als Hauptanwendungsgebiet für das Kugelgelenk gemäß der Erfindung ist die Aufhängung von lenkbaren Rädern an Kraftfahrzeugen zu nennen. Zur Erläuterung des Gesamtaufbaus des Kugelgelenks wird zunächst auf Fig. 14 Bezug genommen.

In Fig. 14 ist ein herkömmliches Kugelgelenkgehause 20 dargestellt, wie es im Kraftfahrzeugbau Verwendung findet, in welchem ein Kugelzapfen mit einem Kopf 23 und einem Schaft 34 vorgesehen ist, welcher sich vom Kopf 23 durch eine Öffnung 26 nach außen erstreckt; ein Deckel bzw. eine Verschlußplatte 40 verschließt das Gehäuse.

Das Innere des Gehäuses ist mit einer Auflagerfläche 24 versehen, an welcher der Kopf 23 der Kugel normalerweise abgestützt ist und z. B. durch die nicht gezeigte Radaufhängung für die lenkbaren Kraftfahrzeugräder angedrückt wird.

Der Kopf wird an der Auflagerfläche 24 des Gehäuses durch die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung 25 in Anlage gehalten, die seitlich bewegbar zwischen dem Kugelkopf 23 und einer Endwand des Gehäuses, d.h. dem Gehäusedeckel 40, angeordnet ist; das eine Ende ist schwenkbar und in einem Kraftübertragungsverhältnis zum Kugelkopf gegen diesen gedrückt, während das andere Ende seitlich gleitbar am Deckel anliegt. Die Nachstelleinrichtung hat die Aufgabe, ständig eine geringe, jedoch im wesentlichen unelastische Kraft gegen den Kugelkopf auszuüben, um zu verhindern, daß eine entgegengesetzte Belastung z. B. durch Stöße am Zapfen zur Folge hat, daß sich der Kopf von der Auflagerfläche 24 löst. Das halbkugelförmige Lagerelement 28 umgibt den Schaft 34 des Kugelzapfens mit einem geringen Spiel, um eine Drehung zwischen dem Lagerelement 28 und dem Zapfen zu ermöglichen.

Das Gehäuse 20 ist mit einem eingezogenen Endteil 22 versehen, der als Lager für das Lagerelement 24 dient und eine Öffnung 26 aufweist. Das Lagerelement 28, welches einen Teil des Kugelzapfenkopfes bildet, liegt am Sitz 24 zur gelenkigen Bewegung an und trägt einen erweiterten Endteil 29 des Zapfens. Der Zapfenschaft 34 steht durch die Öffnung 26 nach außen zur Verbindung mit einem nicht gezeigten Teil der Aufhängung über. Das entgegengesetzte Ende des Gehäuses 20 ist zur Aufnahme der Verschleißnachstell- oder Spindeltriebeinrichtung offen, die durch einen Flansch 37 gehalten wird, welches bei der dargestellten Ausführungsform nach innen gewalzt oder gezogen ist, um die Verschlußkappe bzw. den Deckel 40 zu halten. Das Gehäuse 20 kann mit einem Außengewinde 42 zum Einbau in einen Teil der Aufhängung versehen sein, welcher mit Bezug auf denjenigen Teil der Aufhängung beweglich ist, mit dem der Schaft 34 verbunden ist, wobei im Falle eines derartigen Gewindes der Flansch 37 so ausgebildet sein kann, daß ein Werkzeug angesetzt werden kann, um zwischen dem Gehäuse 20 durch sein Gewinde 42 und dem erwähnten Teil der Aufhängung eine Schraubverbindung herzustellen.

Falls die Aufhängung so ausgebildet ist, daß das Gehäuse 20 einfach eingepreßt statt eingeschraubt wird, kann das Gewinde 42 weggelassen werden; in diesem Fall dient die Fläche 37' des Flansches 37 dazu, das Einpressen des Gehäuses zu begrenzen und dieses zu sichern. Die Schmierung der beweglichen Teile 28, 31 und 32 im Kugelgelenk wird durch einen geeigneten Nippel 44 (siehe z. B. Fi g. 8) erzielt, der in die Kappe 40 bei 46 eingeschraubt ist.

In F i g. 1 (ein Teil von F i g. 14) ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen, sich selbst entsprechend dem Verschleiß nachstellenden Vorrichtung gezeigt, die dazu dient, den Kugelkopf 23 an seiner Auflagerfläche 24 in der Kugelpfanne zu halten. Diese Einrichtung wird im wesentlichen durch eine mit einem Außengewinde versehene Lagerspindel, oder Kugelpfanne 48, eine mit einem Innengewinde versehene Mutter 50 und ein Energiespeicherorgan 52 gebildet. Die Mutter und die Lagerspindel können aus Stahl oder einem anderen Material mit geeigneter Steifigkeit und Zugfestigkeit hergestellt sein. Die Lagerspindel bzw. Kugelpfanne 48 ist mit einem abstehenden Gewindeteil oder Schaft 54 und mit einem am Kugelkopf anliegenden oder Pfannenteil 56 ausgebildet, welch letzterer eine halbkugelige Auflagerfläche 58 aufweist. Der Schaft 54 ist mit einer Schmierungsbohrung 60 versehen, die bei 62 zur Aufnahme einer biegsamen rohrförmigen Dichtung 64 ausgesenkt ist. Das äußere Ende der Dichtung 64 erstreckt sich über den Schaft 54 hinaus.

Der Rand des Pfannenteils 56 ist mit einer ringförmigen Nut 66 und einer überstehenden Randschulter 68 versehen, welche jeweils zur Halterung einer Lippendichtung 70 dienen, die aus einem elastomeren Material, wie Neopren oder Gummi, hergestellt, um den Rand des Pfannenteils herum gespannt und in die Nut eingesetzt ist. Die Lippendichtung 70 wird durch den unteren Rand der Nut gehalten, während die Schulter 68 zur Abstützung dient, um die biegsame Lippe 72 wirksamer gegen die Wand 73 des Gehäuses 20 zu drücken.

Die Mutter 50 ist ein ringförmiges Element, das auf den Schaft 54 des Teils 48, vorzugsweise durch ein Flachgewinde oder Trapezgewinde 74, an der Mutter und ein entsprechendes Gewinde 76 am Schaft aufschraubbar ist. Es wurde festgestellt, daß ein Einfachgewinde oder Doppelgewinde mit einer Steigung von etwa 3,2 mm für die erforderliche

axiale Verlängerung des Spindeltriebs sehr zufriedenstellend ist. Die Gewinde sollen in jedem Falle von selbstsichernder Steigung sein, die jedoch ausreichend steil ist, damit jedes wahrscheinliche Verschleiß- und Zusammenbauspiel innerhalb annähernd einer Um^ drehung oder weniger zwischen der Mutter und dem Teil 48 aufgenommen wird.

Das obere Ende der Mutter drückt gegen eine elastomere ■■ Zwischenlegscheibe 78, um eine ausreichende axiale und Neigungsnachgiebigkeit bzw. ein Schwimmen der Mutter und des Teils 48 mit Bezug auf die feste Lage des Deckels 40 zu ermöglichen. Wie ferner ersichtlich ist, kann die ganze Nachstell-Einrichtung seitlich mit Bezug auf das Gehäuse und den Deckel (F i g. 7) infolge der elastischen Dichtungen 64 und 70 verschoben werden. Diese seitliche Verschiebbarkeit und die begrenzte Neigbarkeit sowie die begrenzte axiale Nachgiebigkeit, welche durch die dünne elastomere Zwischenlegscheibe 78 ermöglicht werden, dienen zum Ausgleich der Abweichungen und Toleranzen bei der Herstellung der kugeligen Form des Zapfenkopfs 23 und der zusammenwirkenden Flächen.

Ein weiterer wichtiger Teil der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist das Energiespeicherorgan 52, welches die Form einer flachen Spiralfeder hat, die mit mehreren Windungen um die Mutter 50 gewickelt ist und deren inneres Ende 80 in einer Einkerbung oder Ausnehmung 82 sitzt, die in einem Randteil der Mutter 50 vorgesehen ist. Das entgegengesetzte äußere Ende 84 der Feder 52 ist so geformt, daß es von einem Verankerungsstift 86 an der Randkante des pfannenförmigen Teils gehalten wird. Die Feder 52 wird dadurch in ihrer Spiralstellung gehalten, daß sie die Mutter 50 umgibt; die Windungen der Feder sind so breit mit Bezug auf die Dicke, daß sie verhältnismäßig stabil gegen jede Neigung ist, sich aus der in Fig. 1 gezeigten Ebene heraus zu verformen. Wie ersichtlich, bilden der Auflager- oder Pfannenteil 48, die Mutter 50 und das Energiespeicherorgan 52 eine Einheit, bei welcher die Schraub wirkung zwischen dem Schaft 54 und der Mutter 50 von jedem Ende der Feder 52 ausgehen kann, so daß, wenn der Auflagerteil 48 festsitzen oder vorübergehend am Zapfenkopf 23 hängenbleiben sollte, die Mutter 50 sich mit Bezug auf den Auflagerteil frei drehen kann, um die gewünschte selbsttätige axiale Nachstellung zu erzielen, oder umgekehrt.

Die Feder 52 belastet den Auflagerteil 48 und die Mutter 50 ständig im Sinne einer Verlängerung oder Streckung der wirksamen Länge der Verschleißnachstell- oder Spindeltriebeinrichtung in Achsrichtung des Kugelgelenks zwischen dem Zapfenkopf 23 und dem festen Deckel 40, so daß, da die elastomere Zwischenlegscheibe 78 z. B. eine Dicke von etwa 0,50 mm haben kann, eine verhältnismäßig sehr geringe axiale Nachgiebigkeit in der Anordnung besteht, wodurch Schwingungen und Rattern des Zapfenkopfes innerhalb des Gehäuses vermieden werden. ■ ■■ ■ .

Das Schmiermittel wird dem Gehäuse 20 des Kugelgelenks durch einen Nippel 44 zugeführt, der im Deckel 40 so eingeschraubt ist, daß er den rohrförmigen Ansatz 65 der Dichtung 64 umgibt. Bei der Herstellung können der Schmiernippel 44 und der Ansatz 65 der Dichtung 64 einen ausreichend festen Sitz haben, so daß die Dichtung 64 als Teil des Nippels eingebaut werden kann. Das Schmiermittel wird durch die Mittelbohrung der Dichtung 64 und die Bohrung 60 in den Lagerteil eingebracht,_: an welchem es sich seitlich durch die ringförmige Dichtung 70 begrenzte Schmiernuten 88 in der Fläche 58 des Auflagerteils zur Kammer 90 im Gehäuse 20 ausbreiten kann. Die Dichtungen 70 und 64 verhindern, daß Schmiermittel in die Kammer 92 gelangt, . in der sich die Feder 52 befindet. Das Fernhalten des

ίο Schmiermittels von der Kammer 92 ist bei manchen Kugelgelenkanwendungsformen wünschenswert. In anderen Fällen kann die Ansammlung von Schmiermittel auf den Windungen der Feder keine nach- - teilige Wirkung haben, so daß die Dichtungen 64 und 70 weggelassen werden können, wie in Fig. 15 dargestellt, in welcher die Gewindebohrung im Deckel durch einen geeigneten Stopfen lose verschlossen ist.

F i g. 2 zeigt ein Kugelgelenk von hinsichtlich der

. Ausbildung des Auflagerteils 48 α abgeänderter Form.

Diese Abänderung besteht darin, daß der Schaftteil 54 und der Auflagerteil 48 a von der überstehenden Schulter 68 α getrennt ausgebildet sind, wobei diese beiden Teile vor dem Zusammenbau bei 92 z. B.

.-. durch Wasserstofflötung verbunden werden. Die Dichtung 70 a drückt gegen die untere Randfläche der Schulter 68 α und ist mit dieser verbunden, so daß sie in Arbeitsstellung gehalten wird, wo sie gegen die Innenwand 73 der Gehäusebohrung drückt.

In F i g. 3 ist eine weitere Abänderungsform dargestellt, bei welcher der Schaft 54 α für den Lagerteil vom Auflagerflächenteil 56 α getrennt hergestellt ist, wobei der Zusammenbau durch Einlöten des mittigen Ansatzes 56 b in eine geeignete Ausnehmung 54 b im

. Schaft 54 α erfolgt und eine ringförmige Linienberührung 94 eine einwandfreie gleichachsige Ausfluchtung und eine Anlage zur Lastübertragung sicherstellt. Der Rand 68 b des Auflagerteils 56 α trägt eine ringförmige Dichtung 70 b, die mit zwei Einrastumfangsflanschen ausgebildet ist, welche den Umfang des Randes 68 b umgreifen, um die Dichtung in ihrer Betriebsstellung zu halten.

In F i g. 4 sind Mittel gezeigt, welche verhindern, daß z. B. durch den Mechaniker in unbeabsichtigter Weise Fett oder Schmieröl auf den Kugelgelenkdichtungen 64 und 70 aufgebracht wird. Diese Mittel können in Verbindung mit Kugelgelenken verwendet werden, die für ihre Lebensdauer mit Schmiermittel versorgt sind. Wie gezeigt, ist an Stelle des Schmiernippels 74 der F i g. 1 eine Buchse ICO in den Deckel 40 eingeschraubt, die den Dichtungsansatz 65 der rohrförmigen Dichtung 64 umgibt. Die Buchse trägt einen . abnehmbaren Verschlußstopfen 102, der mit einer Eintiefung 104 zur Aufnahme eines Werkzeuges zum Einschrauben in die Buchse bzw. zum Herausschrauben versehen ist. Der Verschlußstopfen 102 verhindert eine Schmierung des Kugelgelenks, bis er herausgenommen und ein geeigneter Nippel in die Buchse 100 eingeschraubt worden ist.

Aus F i g. 5 ergibt sich, daß weitere Abänderungen für die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung möglich sind. Beispielsweise kann der Auflager- oder Pfannenteil 48 c aus anderen Materialien als Stahl od. dgl. beispielsweise aus unter dem Handelsnamen Delrin, Teflon od. dgl. bekannten Materialien hergestellt werden. In diesem Falle kann der Schaftansatz 54 c aus einem Stück mit der rohrförmigen Dichtung 64 a hergestellt werden, welche die gleiche Funktion wie die getrennt geformte Dichtung 64 hat. Der Auflager-

teil 48 c kann ferner aus einem Stück mit einer Dichtungslippe 72 hergestellt werden, wodurch das Problem der Anordnung einer besonderen Dichtung entfällt.

Wenn der Auflagerteil 48 aus einem der vorgenannten Kunststoffe oder einem anderen steifelastischen, nachgiebigen oder leichter verformbaren Material als Stahl od. dgl. hergestellt wird, besteht in dem Auflagerteil und damit in der Spindeltriebeinrichtung eine ausreichende Elastizität, so daß die elastomere Zwischenlegscheibe 78 zwischen der Mutter und der Unterseite des Deckels weggelassen werden kann (F i g. 5).

Bei der in F i g. 9 dargestellten Ausführungsform ist der Auflagerteil 48 d aus Stahl od. dgl. hergestellt, während die Mutter 5Od! aus einem anderen verformbaren Material hergestellt ist. In diesem Fall kann ebenso wie bei der Ausführungsform nach F i g. 5 die elastomere Zwischenlegscheibe 78 zwischen der Mutter und der Unterseite des Deckels weggelassen werden.

F i g. 6 zeigt, wie die die Nachstelleinrichtung nach Fig. 1 bildenden Elemente durch den Deckel für den Zusammenbau im Gehäuse 20 zusammengehalten werden. Die Mutter 50 und die Auflagerspindel 48 sind vollständig zusammengeschraubt, wobei die zwischen der Mutter und der Auflagerspindel wirksame Feder des Bestreben hat, diese beiden Teile auseinanderzuschrauben und die wirksame Länge der Spindeltriebeinrichtung zu vergrößern. Die Mutter und die Auflagerspindel werden gegen dieses Auseinanderschrauben zunächst durch eine Schraube S gehalten, die einen sich verjüngenden Schaft 41 zum Zentrieren der Spindeltriebeinrichtung und des Deckels hat, welcher mit einem Gewindeteil 43 endet, der in die Gewindebohrung 60 des Auflagerteils eingeschraubt ist. Der Kopf der Schraube S hält den Deckel 40 fest gegen die elastomere Zwischenlegscheibe 78. Die Gewindegänge des Endteils 43 und der Bohrung 60 haben einen Steigungswinkel, welcher von dem Trapezgewinde 74 und 76 abweicht, so daß die Spannung der Feder 52 verhindert, daß sich die Auflagerspindel und die Mutter auseinanderschrauben; diese Teile werden vielmehr in der in Fig. 6 gezeigten Stellung gesichert.

Die in Fig. 6 dargestellte Nachstelleinrichtung wird von oben durch das offene Ende des Gehäuses eingesetzt, während der Flansch 36, an dem das Druckwerkzeug angesetzt wird, sich in der in F i g. 9 in der bei 36' gestrichelt gezeichneten Stellung befindet. Der Flansch 36 wird in die mit voll ausgezogenen Linien gezeichneten Stellungen nach innen gedrückt, um den Deckel 40 in seiner Lage zu sichern.

Nachdem der Flansch oder Rand 36 nach innen gedrückt worden ist und bevor die Schraube S entfernt wird, ist ein geringes Spiel zwischen der Fläche 32 des Kugelzapfenkopfes und der Auflagerfläche 51 der Auflagerspindel vorhanden, wie beispielsweise in Fig. 9 dargestellt. Dieses Spiel ermöglicht das Festspannen des Deckels ohne Vorbelastung des Kopfes des Kugelzapfens durch einen unbestimmten Druck. Nach dem Entfernen der nur für Montagezwecke vorgesehenen Schraube S schrauben sich die Spindel und die Mutter unter der Wirkung der Spiralfeder auseinander, um den Kopf des Kugelzapfens gegen den Auflagersitz zu drücken.

Da die Spiralfeder mit einer vorbestimmten Federhärte und Spannung hergestellt werden kann und das Trapezgewinde mit einem bekannten Steigungswinkel geformt wird, kann der Konstrukteur des Kugelgelenks mit großer Genauigkeit die Kraft vorherbestimmen, mit welcher die Spindeltriebeinrichtung den Kopf gegen den Kugelzapfen belastet. Diese Kraft kann verhältnismäßig gering sein, so daß sie die normalerweise große Kraft in der Aufhängung, die den Verschleiß der Auflagerflächen des Kugelzapfenkopfes und des Pfannenteils herbeiführt, nicht wesentlich erhöht. Obwohl die auf den Kugelzapfenkopf durch die Spindeltriebeinrichtung ausgeübte Kraft verhältnismäßig klein ist oder verhältnismäßig klein sein kann, soll sie jedoch ausreichend sein, ein Gefühl einer engen Passung bei einer Relativbewegung des Schaftes und des Gehäuses vor dem Einbau des Gelenks in die Aufhängung zu vermitteln. Diese durch die erfindungsgemäße Einrichtung ausgeübte Vorspannkraft ist eine im wesentlichen unelastische Kraft im Gegensatz zu den gegenwärtig verwendeten Druckfelderbelastungen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 ist die Mutter 5Od an ihrem Rand mit Einkerbungen 82d versehen, wie in Fig. 11 gezeigt. Das innere Ende der Spiralfeder ist nach innen gebogen, so daß es in eine der Einkerbungen eintritt. Das äußere Ende der Feder ist nach außen gebogen und wird unter einer schrägen Zunge 106 gehalten, die aus dem Rand 68 d der Auflagerspindel heraus geformt ist. Das äußere Ende der Feder kann wie bei 108 gezeigt, verjüngt sein, so daß es ein nach außen gebogenes Ende 84 d aufweist. Durch die Neigung der Zunge 106 wird das äußere Ende 84 d der Feder daran gehindert, sich in unbeabsichtigter Weise von der Auflagerspindel bei Schwingungen der Aufhängung, in welche das Kugelgelenk eingebaut ist, zu lösen, da die Spannung der Feder das Ende 84 d längs der Neigung der Zunge nach unten drückt, wie sich aus Fig. 13 ergibt.

Die Feder 52 d wird auf der Mutter 50 d angeordnet und an ihrem inneren Ende mit dieser in Eingriff gebracht, während sie an ihrem äußeren Ende durch die Zunge 106 verankert wird, und zwar in folgender Weise. Die Feder wird zuerst um sich selbst aufge-

wickelt, worauf ein hufeisenförmiges Halteelement H auf diese aufgepreßt wird, um sie daran zu hindern, sich zu entspannen. Die Mutter 5Qd wird auf die Auflagerspindel in die in F i g. 12 gezeigte Stellung aufgeschraubt. Hierauf wird die Feder 52 d auf die Mutter aufgeschoben oder aufgepreßt, und zwar in eine Stellung, in welcher das äußere Ende 84 d unter die Zunge 106 greift, während das innere Ende 80 mit einer der Einkerbungen 82 in Eingriff kommt. Nun wird der Deckel 40 auf die Mutter aufgesetzt und die Montageschraube S in die Gewindebohrung 60 d der Auflagerspindel eingeschraubt, um den Deckel und die Spindeltriebeinrichtung zusammenzuhalten. Die Teile befinden sich sodann in der in Fig. 13 gezeigten Stellung zueinander. Hierauf wird das hufeisenförmige Halteelement entfernt, um die Feder freizugeben, so daß sie zwischen der Mutter und der Spindel 48 zur Wirkung kommt, wobei letztere gegen Verdrehung durch die Schraube 5 gehalten wird. Der Deckel und die Spindeltriebeinrichtung können nun in das Gehäuse eingebaut werden.

Wenn entweder die Auflagerspindel oder die Mutter aus einem Kunststoff hergestellt wird, um die

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gewünschte elastische Zusammendrückbarkeit oder tung geringfügig neigen und/oder axial zum Deckel

Verformbarkeit zu erzielen, kann auf die Verwen- 40 verlagern.

dung der elastomeren Zwischenlegscheibe verzichtet Wenn die Mutter 50 oder die Auflagerspindel 48

werden. Wenn sowohl die Mutter als auch die Auf- aus einem Kunststoff hergestellt sind, kann die

lagerspindel aus einem relativ unzusammendrück- 5 Zwischenlegscheibe 78 weggelassen werden, da die

baren Material, wie Stahl, besteht, kann die elasto- Mutter oder die Auflagerspindel selbst ausreichend

mere Zwischenlegscheibe 78 in der in F i g, 10 ge- nachgeben, um ein geringes Neigen und/oder eine

zeigten Weise verwendet werden. Die Mutter 50 d geringe axiale Verlagerung der Einrichtung zum

und die Auflagerspindel 48d, welche in Fig. H Deckel zuzulassen. Die Auslenkung der rohrförmi-

gezeigt sind, können beide aus Stahl hergestellt sein, 10 gen Dichtung 64 und der Lippendichtung 74 sind in

oder es kann einer dieser Teile aus einem Kunststoff F i g. 7 bei einer seitlichen Verschiebung der Spindel-

des obenerwähnten Typs bestehen. triebeinrichtung dargestellt.

Eine Abänderung der Verbindung zwischen dem In Fig. 14 und 15 ist eine der Fig. 1 ähnliche

äußeren Ende der Feder und der Auflagerspindel Anordnung gezeigt, bei welcher eine Spindeltriebein-

ist in Fig. 16 und 17 dargestellt. Der Rand 68rf 15 richtung 25 von gleicher Größe in einem Gehäuse 20

der Auflagerspindel kann mit einer hochstehenden, angeordnet ist, das einen größeren Durchmesser als

ringförmigen Wand versehen sein, die sich um den das Gehäuse nach F i g. 1 hat und der Verschluß 40

Rand herum erstreckt. Ein Teil dieser Wand ist mit entsprechend dem größeren Gehäuse einen größeren

110 angedeutet. Diese Wand ist mit einem Ausschnitt Durchmesser aufweist. Da die Auflagerspindel 48

112 versehen, unter dessen einer geneigten Seite, 20 und die Dichtung 70 den gleichen Durchmesser wie

wie bei 106a dargestellt, sich das äußere Ende 84e in Fig. 1 haben, entsteht ein Ringspalt zwischen der

der Spiralfeder erstreckt und dadurch gehalten wird. Lippe 72 an der Dichtung und der benachbarten

Für diesen Zweck kann das äußere Ende der Feder Gehäusewandung.

winklig abgebogen sein, wobei der Winkel dem Um den Einbau einer Spindeltriebeinrichtung von Winkel des Kantenteils 106 α entspricht. Der Vorteil 35 genormter Größe in ein Gehäuse mit einem größeren der Wand 110 und des Ausschnitts in dieser zur Innendurchmesser zu ermöglichen, ist bei der AnVerankerung des äußeren Endes der Feder besteht Ordnung nach Fig. 17 eine Zwischenhülse 113 vordarin, daß der Rand 68 d eine zusammenhängende gesehen, die mit einem Einbauflansch bzw. mit einer ununterbrochene Unterseite aufweist, die auf der Lippe 114 versehen ist, die unter dem Rand oder der Lippendichtung 70 e aufliegt, statt eine durch den 30 Lippe des Verschlusses 40 eingespannt wird, wenn Raum unterbrochene Fläche, der durch das Auf- der Befestigungsflansch 36 nach innen gedrückt wird, wärtsbiegen der Zunge 106 bei der Ausführungsform Die Zwischenhülse 113 ist aus einem steifen Material nach Fig. 11, 12 und 13 entsteht. Die ringförmige hergestellt und besitzt einen ersten sich verjüngenden Lippendichtung 70 e und die Umf angseinkerbung 66 e oder konischen Abschnitt 116, der sich von der Einim Rand sind in Fig. 16 ebenfalls dargestellt. 35 spannlippe 114 aus erstreckt und mit einem inneren

F i g. 7 zeigt teilweise die Verschiebewirkung, die zylindrischen Teil 118 endet, der so angeordnet ist. zwischen der Spindeltriebeinrichtung und dem Ge- daß er mit der Dichtung 70 zusammenwirkt. Der sich häuse auftreten kann. Die Zweckmäßigkeit dieser verjüngende oder konische Teil 116 des Zwischen-Wirkung wurde in Verbindung mit F i g. 14 erläutert. Stücks ist vorgesehen, um eine nach innen führende Theoretisch erstrecken sich R₁ (der Halbmesser, mit 40 Fläche für die Dichtung 70 zu bilden, um hierdurch welchem die Fläche 32 des Kugelkopfes geformt ist) den richtigen Zusammenbau sicherzustellen. Ein Vor- und R₂ (der Halbmesser, mit welchem die Fläche 31 teil der Zwischenhülse 113 besteht darin, daß sie die geformt ist) von einem gemeinsamen, mathematisch Verwendung von Norm-Größen für die Teile 48, 50 genauen Mittelpunkt C aus. In der Praxis gehen je- und 52 in Kugelgelenkgehäusen von größerem Durchdoch infolge der Herstellungstoleranzen oder -ab- 45 messer als solchen ermöglicht, die normalerweise weichungen der Halbmesser r_t der Fläche 32 (der eine für die Dichtung 70 angemessene Größe haben, tatsächliche Halbmesser dieser Fläche) und der wodurch die Großserienfertigung von Spindeltrieb-Halbmesser r, der Fläche 31 (der tatsächliche Halb- einrichtungen für Kugelgelenkanordnungen von vermesser der Fläche 31) nicht von einem gemeinsamen schiedener Größe erleichtert wird. Abweichungen in Mittelpunkt aus, sondern von verschiedenen Mittel- 50 der axialen Abmessung zwischen der Kugelfläche 32 punkten, wie in Übertreibung in F i g. 14 dargestellt. und der Deckeleinspannfläche 118 können durch Dies hat zur Folge, daß die Flächen 31 und 32 Deckel von größerer, kleinerer oder gegebenenfalls zueinander, d. h. mit Bezug auf eine gegenseitige umgekehrter Wölbung ausgeglichen werden. Ein Mittellinie exzentrisch sind, so daß, wenn sich der weiterer Vorteil besteht darin, daß genormte Teile in Kugelkopf neigt oder dreht, eine Exzenter- oder 55 leichteren Fahrzeugen verwendet werden können, Nockenwirkung eintritt. Diese Wirkung kann Abwei- deren Kugelgelenke kleiner gebaut sind als solche, chungen vom mittleren Abstand zwischen der Unter- die in schwereren Fahrzeugen Verwendung finden,
seite des Deckels 40 und dem Kugelkopf zur Folge Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die haben, so daß, wenn kein Ausgleich hierfür ge- Spindeltriebeinrichtung »schwimmend« zwischen schaffen wird, hohe Beanspruchungen in der Spindel- 60 dem Deckel 40 und dem Kugelkopf 23 angeordnet triebeinrichtung auftreten können, welche einen ist und seitlich gleitbar gegen die Unterseite des übermäßigen Verschleiß der Auflagerflächen verur- Deckels und die Kugelkopfoberfläche anliegt, so daß Sachen. Für diesen Zweck kann sich, wenn sich der sie sich seitlich verschieben und neigen kann, wenn Kugelzapfen 34 mit Bezug auf das Gehäuse 20 neigt, dies zum Ausgleich für eine Exzentrizität der kugedie Spindeltriebeinrichtung infolge der beschriebenen 65 !igen Flächen des Kugelkopfes und/oder des Pfannen-Bauform seitlich unterhalb des Deckels 40 verschie- teils erforderlich ist, wobei jedoch gleichzeitig keine ben, wie in F i g. 7 gezeigt, und kann sich wegen wesentliche Bewegung des Kugelzapfenkopfes von der elastomeren Zwischenlegscheibe 78 die Einrich- seinem Sitz weg zugelassen wird. Die biegsame

Lippendichtung 70 hat die Aufgabe, diese schwimmende Anordnung der Spindeltriebeinrichtung zu ermöglichen, jedoch gleichzeitig eine wirksame Abdichtung gegen das Eindringen von Fett aus der Kugelkopfkammer 90 zur Federkammer 92 der Spindeltriebeinrichtung aufrechtzuerhalten.

In Fig. 18 ist eine Kugelgelenkanordnung in einer beispielsweisen Ausführungsform für das Ende einer Spurstange, einer Verbindungsstange oder einer Schubstange u. dgl. dargestellt, bei welcher das Gehäuse durch das eine Ende 20 a einer Verbindungsstange od. dgl. gebildet wird. Das Gehäuse ist mit einem kugelig gekrümmten Sitz 24 a ausgebildet,

gegen welchen der Kugelkopf 23 α des Kugelzapfens anliegt, dessen Schaft 34 a sich aus dem Gehäuse durch eine seitliche Öffnung 26 α zur Verbindung mit einem Teil 27 erstreckt, der durch die Stange 20 a einen Antrieb erfährt oder dieser einen Antrieb mitteilt. Der Schaft 34 α kann mit einer geeigneten biegsamen Dichtung 29 versehen sein, welche diesen in der Öffnung 26 α abdichtet.

Die Spindeltriebeinrichtung kann ähnlich der in

ίο Verbindung mit F i g. 8 beschriebenen sein, so daß sich hier eine weitere Beschreibung erübrigt. Wie ersichtlich, ist bei der dargestellten Ausführungsform der Deckel 40 α jedoch flach statt gewölbt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

P a tent anspr iiche:

1. Sich selbstnachstellendes Kugelgelenk mit einem Pfannengelenk, welches mit einem Kugelzapfenkopf —Auflagesitz—versehen ist und einen Kugelzapfen mit einem Kugelkopf aufweist, dessen Schaft sich aus dem Pfannenteil heraus erstreckt, wobei eine Wand des Pfannengelenks im Abstand vom Kugelkopf verläuft und auf dessen dem Sitz entgegengesetzten Seite angeordnet ist, mit zwei miteinander verschraubten Elementen zwischen dem Kugelkopf und der Wandung sowie Federn od. dgl., die zwischen eines der Elemente und die Nachstellvorrichtung gespannt sind, um diese Elemente ständig in Auseinander-Schraubrichtung zu belasten und den Kugelzapfenkopf gegen den Sitz zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verschraubten Elemente (50,5Od; 48, 48 a, 48 b, 48 c, 48 d) quer zur Verschraubungsachse verschiebbar sind und an sich an der Wand des Gelenks (40, 40 a) und dem Kugelkopf (23, 32, 23 a) abstützen.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gegekennzeichnet, daß in eine biegsame Ringdichtung (70, 70 a, 706, 7Od) eins der Elemente (48, 48 a, 48 b, 48 c, 48 a") umschließt und den Zwischenraum zwischen letzterem und der Umfassungswandung (73) abdichtet.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich an der Wand (40) abstützende Element (5Od) einen nachgiebigen Teil (78, 82 d) aufweist, der sich bei axialer Belastung am Kugelzapfen und der Wand abstützt und bei einer normalen exzentrischen Bewegung des Kugelkopfes nachgibt, um sich Veränderungen des mittleren Abstandes des Kopfes von der Wand (40) anzupassen.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgiebige Teil aus einem elastomeren zwischen der Wand (40) und den Elementen angeordnetem Kissen (78) besteht.

5. Kugelgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (5Od) mit dem nachgiebigen Teil einstückig verbunden ist und aus elastischem Material besteht.

6. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (48 c) mit einem sich radial erstreckenden Flansch versehen ist, der eine Dichtungslippe (72 b, 70) aufweist (Fig. 5 und Fig. 14).

7. Kugelgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dichtungslippe (70) abstützende Wandung (113) sich ringförmig zwischen den Elementen und der Wand des Gelenks erstreckt (F i g. 14).

8. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element aus einer Mutter (50) und das andere Element aus einer Schraube (48 c) aus elastischem Material besteht.