DE1575662A1

DE1575662A1 - Ball joint

Info

Publication number: DE1575662A1
Application number: DE19661575662
Authority: DE
Inventors: Herbenar Edward J
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1953-03-07
Filing date: 1966-04-20
Publication date: 1970-02-12
Also published as: DE1575662B2

Description

Kugelgelenk Die Erfindung bezieht sich auf Gelenkkonstruktionen und insbesondere auf Kugelgelenke für Fahrzeuglenkgestänge und "Radaufhängungen, bei denen die Gelenkkomponenten für relative Bewegungen durch ein vorgeformtes, vorgespanntes hochdichtes Material. fest gehalten werden, das einen gewissen Grad von Elastizität und Kompressibilität und eine anhaftende Fähigkeit hat, seine vorgeformte Gestalt durch Freigeben von Energie aus den darin enthaltenen Restdruckspansungen wieder aufzunehmen, um Massveränderungen auszugleichen und eine Abnutzung der Gelenkkomponenten- aufzunehmen:!` ohne-die feste Lagerung der Komponenten zu verringern. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kugelgelenk, in dem das Kugelelement im wesentlichen vollständig von einem vorgeformten hochdichten linearen Äthylen Kopolymer-Kunst stoffblock umgeben ist, der wiederum im wesentlichen vollständig von einem starren Gehäuseeingeschlossen ist. das mit dem Kugelelement zusammenarbeitet, um den Block vorzubelasten und darin Festspannungen mit im wesentlichen senkrecht zu dem Kugelelement gerichteten Kraftvektoren zu erzeugen, die zur Verwendung beim Aufrechterhalten einer guten festen Lagerung für die Gelenkkomponenten gelöst werden.Ball joint The invention relates to joint structures and especially on ball joints for vehicle steering linkages and "wheel suspensions" which the joint components allow for relative movement through a preformed, prestressed high density material. be held firmly, which has a certain degree of elasticity and has compressibility and an adherent ability to its preformed shape by releasing energy from the residual compressive stresses contained therein in order to compensate for changes in dimension and to prevent wear and tear on the joint components include:! `without-reducing the fixed storage of the components. In particular The invention relates to a ball joint in which the ball element is essentially completely from one preformed high density linear ethylene Copolymer plastic block is surrounded, which in turn is essentially completely is enclosed by a rigid housing. that cooperates with the ball element, in order to preload the block and in it fixed stresses with essentially perpendicular to generate force vectors directed to the spherical element, which are for use in Maintain a good firm support for the joint components to be loosened.

Während die Grundlagen dieser Erfindung-auf viele verschiedene Formen von Gelenkkonstruktionen und Lagerungen im allgemeinen anwendbar sind-, wird die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit Kugelgelenken für Faahrzeuglenkgestänge beschrieben, worin. die bevorzugte Anwendung der Erfindung liegt. Gemäss dieser Erfindung wird- ein permanent@gesdhmiertes Kugelgelenk geschaffen, das eine drenzschichtschmierüng über die gesamten verwickelten Dreh- und Schwenkbewegungen des Kugelelementes vorsieht und Restdruekspannungen aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Kugeloberfläche gerichtete Kraftvektoren schaffen und im wesentlichen das .-ganze Kugelelement- umschliessen, um die Abnutzung auszugleichen, Vibrationen zu dämpfen und `fest Schwenkmittelpunkte für das KuE-elelement aufrechtzuerhalten. Die Kugelgelenke dieser ßrfiridung l-;eisen einen vorgeformten hochdic_ht;n Lagerblock auf, der ausreichend verformbar ist, um-sich zu dehnen und das Kugelende eines Kugel-.zapfens aufzunehmen, um das gesamte Kugelende im wesentlichen vollständig zu umschliessen, und der einen gewissen Grad von Kompressibilität hat, so dass, wenn er in einem ihn völlig umschliessenden starren Gehäuse oder Lager vorbelastet wird, er Druckspannungen zurückhalten wird, die Energie zur Freigabe speichern, um.die Abnutzungzwischen-den teilen auszugleichen und Unregelmässigkeiten der Teile anzupassen. Der vorgeformte Block hat vorzugsweise ein rundes ringf ör_ uriges, die Kugel aufnehmendes Inneres von geringerem Durchmesser-als die darin aufzunehmende Kugel, so dass der Block gedehnt und durch-die Kugel vorgespannt wird, bevor der Block in das Gehäuse des Gelenkes eingesetzt wird: Das Material des Blockes hat ein Federvermögen, das ständig sucht, seine ursprüngliche vorgeformte Gestalt anzunehmen,: und diese Fähigkeit verursacht, dass der Block einen festen Sitz für die Kugel aufrechterhält. Zusätzlich umgibt das Gehäuse des Gelenkes den Block vollständig und ist in radialer und axialer-Richtung schmaler als der Block, um den Block zusammenzupressene so dass-Druckspannungen darin erzeugt werden, die auch dazu beitragen, einen festen und sicheren Sitz für die Kugel. aufrechtzuerhalten.While the fundamentals of this invention- on many different forms of joint constructions and bearings are generally applicable, the Invention below in connection with ball joints for vehicle steering linkage described in which. the preferred application of the invention is. According to this Invention is created - a permanent @ daimed ball joint that a drenzschichtschmierüng provides over the entire entangled rotating and pivoting movements of the ball element and has residual compressive stresses that are substantially perpendicular to the spherical surface create directed force vectors and essentially the whole spherical element enclose to compensate for wear and tear, To dampen vibrations and `to maintain fixed pivot centers for the KuE-elelement. The ball joints A pre-formed, high-thickness bearing block is applied to this coating, which is sufficient is deformable in order to expand and to accommodate the ball end of a ball pin, to essentially completely enclose the entire end of the ball, and the one has a certain degree of compressibility, so that when it is in a completely enclosing it rigid housing or bearing is preloaded, it will hold back compressive stresses, store the energy for release in order to compensate for the wear between the parts and adjust irregularities of the parts. The preformed block preferably has a round, ring-shaped interior that accommodates the ball and has a smaller diameter than the ball to be received in it, so that the block is stretched and pretensioned by the ball before the block is inserted into the housing of the joint: The material The block has a resilience that is constantly seeking its original preformed To take shape: and this ability causes the block to be solid Maintains seat for the ball. In addition, the housing of the joint surrounds the Block completely and is in radial and axial-direction narrower than the block to compress the block so that compressive stresses are generated therein that will also help provide a tight and secure fit for the ball. maintain.

Der Lagerblock der Kugelgelenke dieser Erfindung wird somit sowohl über die Kugel gestreckt als auch in dem Gehäuse zusammengepresst, wobei die Streckkräfte mit den Druckkräften zusammenarbeiten, um ein festsitzendes Lager für die Kugel aufrechtzuerhalten, selbst wenn Abnutzungen auftreten. Die freie vorgeformte Gestalt des Blockes ist sehr dicht an ihrer vorgeformten Gestalt, so dass., kein beträchtlicher Fluss des Kunststoffes an irgendwelchen Bereichen auftritt und die Spannungen im wesentlichen gleichmässig um das Kugelende herum verlaufen. All das wird ohne Hilfe zusätzlicher Aufnahmeelemente, wie z. B. Federn und dgl., erreicht Der Lagerblock für die Kugelgelenke dieser_Erfindung wird speziell aus .hochdichtem 1.thylen-Kopolymer-Kunststoff hergestellt, der eine Kombination von Eigenschaften aufweist, die einen höheren Grad von Kaltfliessen innerhalb seiner elastischen Grenze ermöglicht. Lineare Äthylen-Kopolymere haben gerade. gekettete oder im wesentlichen unverzweigte Polyäthylenmoleküle, die wegen des Fehlens von Zweigen dicht zusammengepackt sind. Das schafft eine sehr dichte Struktur. In den hochdichten linearen Äthylen-Kopolymer-Materialien gibt es weniger amorphes Material als in den Ättiylen-Kopolymeren mit geringer Dichte, und das Fehlen dieses Gehaltes an amorphem Material ist zweckmässig beim Dämpfen von Vibrationen, die durch elastischere Materialien ermäglcht werden: Erfindungsgemäss wurde entdeckt, dass die erfolgreiche Dauerfestigkeit eines Lagermaterials für Zwecke von-dynamscher Lasttragfähigkeit und dynamischer Dämpfung durch einen Faktor ausgedrückt: werden kann: .D:e Schlagzähigkeit wurde nach ASTM 11.-256-56 bestimmt. Biegemodul nach ASTM e-790. Es wurde weiterhin entdeckt, dass Materialien mit K-Faktorwerten innerhalb eines Bereiches von 0,121 bis 0,303 eine ausnatlmslos gute Kombination von lasttragenden und dynamischen Dämpfungseif7:enschaften aufweisen, wenn sie in Lenk- und Aufhängegelenken von der in dieser Anmeldung beschriebenen Konstruktion an@@:eordnet und zusammengebaut werden Hochdichte Äthylen-Kopolymere und hochdichte Polyäthylenmaterialien haben sich als sehr =-_eeignet für die Lagerblöcke in den Gelenken gemäss der Erfindung erwiesen. Hochdichte Äthylen-Kopolymere, wie sie von der Phillips Chemical Company unter dem Handelsnamen "Marlex" hergestellt und vertrieben werden, insbesondere die mit 5002 und 5003 bezeichneten Harze, haben sich als besonders zweckmässig erwiesen: Der Bereich der physikalischen Eigenschaften dieser Harze ist unten aufgeführt: Dichte a, 950 g/em3 Schmelzindex 0.,2 bis 0,3. Zugfestigkeit 266 bis 329 kg/cm 2 Schlagzähigkeit 28 bis 56 cm kg/2,54 cm Kerbe Biegemodul 1I,:55 kg/cm 2 Härte ( .Shore IL) 6 Ein anderes geeignetes Äthylen-Kopolymer-Material für. die Lagerblöcke und die Gelenke gemäss dieser Erfindung ist "Alathon",, das von Dupont hergestellt wird. Die hochdichten "Alat,hons", wie- z. 3; Tdr. 7622, sind sehr nützlieh. Diese Materialien haben ausgezeichnete Steifheit und Widerstandsfähigkeit gegen Umwelt:sspannungen sowohl als auch grosse üitzewiderstandsfähigkeit und gute normeigens chaften. Noch ein--.anderes geeignetes Äthylen-Kopolymer ist "Forti-#1ex"-B-50-20 R, das-von der Gelanese Plastics Company.vertrieben wird. _ Die Erfindung wird nachfolgend an.Hand der Zeichnung be= schrieben. Darin zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein-Kugelgelenk gemäss der Erfindung, teilweise in Ansicht, Fig. 2= einen vertikalen Schnitt durch den. vorgeformten .. ho c@hdichten-linearen Äthylen-Kopolymer-Lagerblock .- für das Gelenk dieser Erfindung,. Eig. 2 A einen'vertikalen Teilschnitt ähnlich.der Fig. 2, der jedoch einen anderen Boden für den "Lagerblock zeigt, -Fig. 3 eine Ansicht, die die Art zeigt, in der der Kugelzapfen in -das -Plastiklager gepresst wird, Fig. 4 eine Ansicht, die den in das Lager eingesetzten Kugelzapfen und@die Art zeigt, in der das Zager durch den Zapfen gestreckt ist, Fig. 5 eine Ansicht, die die Art zeigt, in der die Zapfen- und Lagerbaugruppe in das Gel-enkgehäuse eingesetzt wird und Fig. 6 eine Ansicht, die die Art zeigt, in der die Verschlussplatte des Gelenkes. in dem Gehäuse befestigt wird, um das Lager zusammenzupressen. In Eig. 1 ist ein Kugelgelenk 10 am Ende einer Verbindungsstange' für Fahrzeuglenkgestänge gezeigt. Das Gelenk 10 besteht aus einem Metallgehäuse 11, einem metallischen Kugelzapfen 12, einem hochdichten linearen Polyäthylen- -. Plastiklager 13 und einer Verschlussplatte 14. Daas Gehäuse -11 hat ein einen ringförmigen Sockel 15 bildendes Ende und eine sich seitlich erstreckende mit Aussengewinde versehene Stange 16, die in eine Verbindungsstange ( nicht gezeigt ) eingesetzt werden kann. Der Sockel hat eine konische Innenbohrung 17, die von unten her unter einem Gesamtwinkel von etwa 7 0 bis zu einer einwärts gebogenen im wesentlichen flachen Schulter 18 zusammenläuft, die eine Öffnung 19 umgibt. Die Schulter 1$ liegt in einer im wesentlichen senkrecht zu der Achse Ax des Gehäuses 11 verlaufenden Ebene: Das untere Ende des Sockels 15 ist über den Umfang der Verschlussplatte 14 übergewalzt; wie es bei 20 gezeigt ist, um eine Schulter 21 zu-bilden, die der Schulter 18 gegenüberliegt, um die Platte in dem, Sockel festzuhalten.The bearing block of the ball joints of this invention is thus both stretched over the ball and compressed within the housing, the stretching forces working with the compressive forces to maintain a tight fit for the ball even if it wears. The free preformed shape of the block is very close to its preformed shape, so that no significant flow of the plastic occurs in any areas and the stresses are essentially uniform around the ball end. All of this is done without the help of additional recording elements, such as. B. springs and the like., Achieved The bearing block for the ball joints of this invention is specially made of high-density 1.thylene copolymer plastic, which has a combination of properties that allows a higher degree of cold flow within its elastic limit. Linear ethylene copolymers have straight. chained or essentially unbranched polyethylene molecules that are tightly packed together due to the lack of branches. That creates a very dense structure. In the high-density linear ethylene copolymer materials there is less amorphous material than in the low-density ethylene copolymers, and the lack of this content of amorphous material is useful in damping vibrations made possible by more elastic materials: According to the invention, it was discovered that the successful fatigue strength of a bearing material for purposes of dynamic load-bearing capacity and dynamic damping can be expressed by a factor: .D: e impact strength was determined according to ASTM 11.-256-56. Flexural modulus according to ASTM e-790. It was further discovered that materials with K-factor values within a range of 0.121 to 0.303 have an inherently good combination of load-bearing and dynamic damping properties when they are of the design described in this application in steering and suspension joints and are assembled. High density ethylene copolymers and high density polyethylene materials have proven to be very suitable for the bearing blocks in the joints according to the invention. High density ethylene copolymers such as those manufactured and sold by Phillips Chemical Company under the trade name "Marlex", particularly the resins labeled 5002 and 5003, have been found to be particularly useful: The range of physical properties of these resins is listed below: Density a, 950 g / em3 Melt index 0.2 to 0.3. Tensile strength 266 to 329 kg / cm 2 Impact strength 28 to 56 cm kg / 2.54 cm score Flexural modulus 1I: 55 kg / cm 2 Hardness ( .Shore IL) 6 Another suitable ethylene copolymer material for. the bearing blocks and hinges according to this invention is "Alathon" manufactured by Dupont. The high-density "Alat, hons", such as 3; Tdr. 7622, are very useful. These materials have excellent rigidity and resistance to environmental stresses as well as great heat resistance and good standard properties. Yet another suitable ethylene copolymer is "Forti- # 1ex" -B-50-20 R sold by Gelanese Plastics Company. The invention is described in the following with reference to the drawing. 1 shows a vertical section through a ball joint according to the invention, partially in view, FIG. 2 = a vertical section through the. preformed .. high density linear ethylene copolymer bearing block .- for the joint of this invention. Own 2A is a vertical partial section similar to FIG. 2, but showing a different base for the "bearing block," FIG. 3 is a view showing the manner in which the ball stud is pressed into the plastic bearing, FIG. Figure 4 is a view showing the ball stud inserted into the bearing and the manner in which the zager is extended through the stud. Figure 5 is a view showing the manner in which the stud and bearing assembly is inserted into the pivot housing and Fig. 6 is a view showing the manner in which the locking plate of the joint is secured in the housing to compress the bearing Joint 10 consists of a metal housing 11, a metallic ball stud 12, a high-density linear polyethylene -. Plastic bearing 13 and a locking plate 14. The housing -11 has an end forming an annular base 15 and a laterally extending end with an outside a threaded rod 16 which can be inserted into a connecting rod (not shown). The base has surrounding a conical inner bore 1 7, the forth converges from below with a total angle of about 7 0 to a bent inwards substantially flat shoulder 18 an opening 19th The shoulder 1 $ lies in a plane running essentially perpendicular to the axis Ax of the housing 11: the lower end of the base 15 is rolled over the circumference of the closure plate 14; as shown at 20 to form a shoulder 21 opposite shoulder 18 to retain the panel in the socket.

In seinem frei vorgeformtem Zustand hat 'das Lager -13, wie es in Fig. 2 gezeigt: ist, einen konischen äusseren Umfang 22, der im wesentlichen zu der Bohrung 17 des Gehäuses komplementär ist, um in die Bohrung in gut passender Berührung hineinzupassen. Der konische Umfang 22 läuft von einem tellerförmigen Boden,23 zu einer im wesentlichen flachen Oberseite 24 zusammen. Der Boden 23_ -entspricht -im wesentlichen der tellerförmigen Form der Verschlussplatte 14, und die Oberseite-24 entspricht . im wesentlichen der etwa radialen oder flachen Schulter 18 des Gehäuses 1l.In its freely preformed state, as shown in Figure 2, the bearing -13 has a conical outer periphery 22 which is substantially complementary to the bore 17 of the housing so as to fit into the bore in snug contact. The conical periphery 22 converges from a plate-shaped bottom 23 to a substantially flat top 24. The bottom 23_-corresponds-essentially to the plate-shaped shape of the closure plate 14, and the top-24 corresponds. essentially the approximately radial or flat shoulder 18 of the housing 1l.

Der Bosen 23 hat eine kleine mittlere Offnurig 25 in seiner i#iitte, und die Oberseite 24 umgibt eine grössere üffni#ng 26. .Line kreisförrilige innere Einglagerwand 27 erstreckt sich zwisenen den uffnunren 25 und 26. Diese Lagerwand'27 ist fast völlig ringförmig und nur an den 2olen von den uffnungen 25 und 26 unterbrochen. Die.Lagerwand 27 erstrecht sich somit vergleic",swese von dem Äquator bis fast zu den Polen.: Die Lagerwand 27 weist einen Radius k auf, dessen Tlitte auf dem Umfang eines Kreises C liegt, dessen Mittelpunkt im Schnittpunkt der Achse Ax durch die Mitten der Öffnungen 25 und 26 mit dem senkrecht zu der Achse verlaufenden Äquator E liegt. Die Lagerwand 27 ist somit ringförmig und schliesst im wesentlichen eine vollständige Halbkugel unter dem Äquator E und eine entsprechende Halbkugel Oberhalb des Äquators E ein.The Bosen 23 has a small middle opening 25 in its middle, and the top 24 surrounds a larger area 26. Line circular inner Storage wall 27 extends between the openings 25 and 26. This storage wall 27 is almost completely ring-shaped and only interrupted at the 2oles by openings 25 and 26. Die.Lagerwand 27 is thus comparatively ", swese from the equator to almost the poles .: The bearing wall 27 has a radius k, the part of which is on the circumference of a circle C whose center is at the intersection of the axis Ax through the In the middle of the openings 25 and 26 with the equator running perpendicular to the axis E lies. The bearing wall 27 is thus ring-shaped and essentially includes a full hemisphere below equator E and a corresponding hemisphere above of the equator E.

Der Boden 23 ist vom Umfang der Öffnung 25 bis zum weiten Ende des konischen Umfanges 22 unter einem Winkel A von weniger als 45 geneigt. Dieser geneigte Boden 23 ;spart Lagermaterial, ermöglicht die Verwendung von Gehäuse= enden 15 von geringerer Höhe und schafft auch Lastspannungen- in Richtungen F;e@-en das kugelförmige Innere 27s , wie es später ausf:ti!lrlictier beschrieben wird.The bottom 23 is from the periphery of the opening 25 to the wide end of the conical circumference 22 inclined at an angle A of less than 45. This inclined Floor 23; saves Storage material, allows the use of housing = ends at a lower height and also creates load stresses in directions F; e @ -en the spherical interior 27s, as will be described later on.

.Wenn es er wünschu ist,, kann die Öffnung 25 im Boden 23 des Lagers:13 durca eine dünne elastische Bodenwand 25a verschlossen =werden, die den sonst offenen Raum überspannt, wie es in Fig. 2A bei dem Lager 13a gezeigt ist: Dieser Verschluss dichtet das Innere des Lagers gegen -Schmutz und Feuchtigkeitseintritt sowohl als auch gegen Schmiermittelverlust ab. Der Zapfen 12- hat ein-im wesentlichen vollständiges Kugelende 28 mit einem im wesentlichen zylindrischen von ihm _ abstehenden Schaft 29:, Das Kugelende oder der Kopf 28 hat einen Radius R', dessen Mittelpunkt auf dem Umfang eines Kreises,C` liegt, dessen Mittelpunkt auf der Achse Ax' durch die axiale-Mitte des Schaftes 29 hindurchgeht. Dieser Radius R' ist grösser als der Radius H der Lagerwand 27, so dass, wenn der Kugelkopf 28 in das Lager eingesetzt wird, das Zager sich in gestrecktem Zustand befindet. Der -Schaft 29 des Zapfens hat einen geraden zylindrischen Halsabschnitt 30 mit einem Durchmesser II, der beträchtlieh gebinger ist als der- Durchmesser der Öffnun26-des Lä#,:er-s, und der Öffnung 19 des Gehäuses l1, so' -dass` der Schaft 4'ber einen vorbestinmteri Winkel schwenken` --kann, ohne dä@ Gehäuse zu berühren. Der zylindrische Halsabschnitt, Ö -erstreckt sich-bis zu d'eia weiten Ende -eines konischen ` bsehnittes 31,° der zu einem mit Gewinde versehenen ylindrischen. Endabschnitt 32 mit ver.-ringertem Durchmesser zusammenläuft"Der konische Ab- ' schnitt 31 kann -in d m- Sitz .eines Lenkgestänges eingesetzt werden, Und das`mit Gewinde versehene Ende 32 'kann eine N1.utter aufnehmen; um den konischen Abschnitt irden v..If it is desired, the opening 25 in the bottom 23 of the bearing: 13 can be closed by a thin elastic bottom wall 25a, which spans the otherwise open space, as shown in FIG. 2A for the bearing 13a: this one Closure seals the interior of the bearing against dirt and moisture ingress as well as against loss of lubricant. The pin 12 has a substantially complete ball end 28 with a substantially cylindrical shaft 29 projecting from it: the ball end or head 28 has a radius R ', the center of which lies on the circumference of a circle, C', of which The center point on the axis Ax 'passes through the axial center of the shaft 29. This radius R 'is larger than the radius H of the bearing wall 27, so that when the ball head 28 is inserted into the bearing, the Zager is in the extended state. The shaft 29 of the pin has a straight cylindrical neck section 30 with a diameter II, which is considerably smaller than the diameter of the opening 26 of the bearing and of the opening 19 of the housing l1, so `` -that '' the shaft 4 can pivot over a predetermined angle without touching the housing. The cylindrical neck section - extends - to the wide end - of a conical section 31, ° that of a threaded ylindric. Reduced diameter end section 32 converges "The tapered section 31 can be inserted into the fit of a steering linkage, and the threaded end 32" can receive a nut around the tapered section earthen v.

Sitz hineinzuziehen, @,-Der -Zapfen 1.2 - wird in das aper ,13 eingesetzt, wie es in -° Fig- 3 -gezeigt-: ist. Wie der gezeigt, nimmt die Öffnung -26 den Kugelkopf 28 auf-, wobei. die Kugel den-oberen Abschnitt des °Zagers streckt: und @rerförmt und verüräächt dass der Abschnitt F des Lagers oberhalb=- de's Äquators -Ei - -auseinandergeht; um die-Kugel- a-ufzünehmen. Das .@vordere@ Ende der Kugel kann mit Schniiärmittel überzogen sein, wieg es r bei 33-dargestellt-ist, um das-Einsetzen zu erleichtern:, aber es ist wichtig, mehrere Tropfen de `Schmiermittels am inneren Umfang des Lagers im Bereich des Äquatörs an= zubringen, wie es bei 33a gezeigt ist. Das stellt ein Auseinanderpressen des Schmiermittels in beiden Richtungen vom Äquator aus sicher, um den Raum zufüllen und. einen vollständigen Schmiermittelfilm zwischen der Kugel und dem Läger zu entwickeln. Nachdem der Äquator der Kugel durch die Öffnung 26 hindurchgetreten -ist, wird die- dem Lager 13 anhaftende Elasti.zität_verursachen, dass der verformte Abschnitt F in seine fre.e,Ausgangsform so weit zurückschnappt, wie es das eingesetzte-Kugelende 28 zulässt. Da jedoch der Radius R'des--Kugelendes 28 grösser ist als der Radius R des Inneren des Lagers.13, ist das Zager 13 aus seiner freien Ausgangsform selbst dann gedehnt, wenn das Kugelende 28 völlig in das Lager eingesetzt ist, wie es in Fg. 44 dargestellt-ist. Wie dort gezeigt, ist-der obere Abschnitt F' des Lagers immer noch nach aussen verformt, obwohl nicht in dem Ausmass der Verformung F, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, und der untere Abschnitt des Lagers ist ebenfalls ausgedehnt, um die Neigung des Umfanges 22-unterhalb des Äquators des Lagers zu erhöhen. Auf diese Weise ist-der konische Umfang 22 des Lagers nach aussen in eine-etwa zylindrische Form oberhalb des Äquators und in einedeutlichereKegelform unterhalb des Äquators verformt. Ausserdem wird der Rand.34 zwischen dem Umfang 22 und der Oberseite 24 einen grösseren Durchmesser haben als der Rand im freien Zustand. Zusätzlich wird der Neigungswinkel "A" des Bodens des Lair@ers-13 erhöht, wie es bei A' dargestellt ist. Das Lager 13 wird tatsächlich nach aussen sowohl unterhalb als auch oberhalb des Äquators E geschwenkt und verformt auf diese Weise das ringförmige Innere 27 zu gi-bogenen. Abschnitten 27a und 27b, die nicht tatsächlich kugelig sind und die etwa bei 27c am Äquator E des Lagers zusammenlaufen. Diese Biegewirkung bildet rinzförmige Tascne-ni 35 und 36 an gegenüberliegendE Seiten des Äquators oder des Verbindungsbereiches 27c. Die Bodentasche wird an der Öffnung 25 verschlossen, während die obere `lasche an der Vffnunga 26 verschlossen wird. Schmiermittel wird in diesen Taschen eingeschlossen und bildet eine Grenzschichtschmierung für die gesamte Lebensdauer eines Gelenkes für alle komplexen Dreh- und Schwenkbewegungen der Kugel in dem Lager, wie es nachfolgend ausführlicher erläutert wird: Wenn das Lager 13 über den Kugelkopf 28 gestreckt worden ist und das Schmiermittel in-den Taschen 35'und.36 eingeschloasen@ist, wird die Lager- und Zapfenbaugruppe als nächstes--in daa- Gehäus.e_ 11 eingesetzt, wie, es in Fig. 5 gezeigt ist. Wie dort. gezeigt, liegt "der erweiterte Randabschnitt 34- auf der konischen Bohrung 17 des Gehäuses-11, vor der Schulter 18 auf und verhindert damit ein freies Einsetzen der Baugruppe in@das Gehäuse in einer Höhe, die-b.eträchtlich von der Schulter 18 entfernt ist. In diesem Zustand ist die konische Wand 22 des Lagers 13 von der Bohrung- :17 entfernt, mit' Ausnähme. des- ausgedehnten Abschnittes in der Nähe des Randes 34. Um den Zusammenbäu fertigzustellen, wie es in Fig. 6 :-gezeigt ist, wird die Verschlussplatte 14 über das La----. gerende 23 gelegt, und sie stimmt im - allgemeinen in der Form mit der Tellerform -@dieses Endes überein.. Eine Last L wird-aüf die. Verschlussplatte 144 aufgebracht, um das ` Lager 23 völlign-@das C#ehäuse-gegen he Schulter 18 ein, zupressen. Diese J3elastüng_ -drückt. das Läger -sowohl axial als äüclradial nach'innen und verursacht, dass es dazu neigt, aus -seiriem'durch den grösseren Kugelkopf 28 -hervorgerüfenen gestreckten Zustand .n seine freiefAusängs= form zurückzukehren, aber da die Kugel in dem Läger -bleibt,-kann dieser Zustand nicht erreicht werden, und es trtt-eine Zusammenpressung-des Lagermaterials ein, Da das Zager nur an den dünnen. Wänden oder Rändern 25a und 26a der kleinen- und der grossen Öffnung-25 und 26 @freiliegt, verformen das umgebende Gehäuse 11. und der Verschluss'I4` die -Ausgangsform, nicht wesentlich. Der Fluss der.Teilchen untereinander, der durch die Verformung des Kunststoffres eintritt, wird verringert und hohe örtliche Spannungen, die sich mit niedrigen Spannungsbereichen abwechseln, werden vermieden.Pull the seat in, @, - The pin 1.2 - is inserted into the aper, 13, as it is shown in - ° Fig- 3: is. As shown, the opening -26 receives the ball head 28, wherein. the ball stretches the upper section of the Zager: and @ rerforms and deforms that the section F of the camp above = - the equator -Ei - -diverges; to-take-the-ball. The Equator to attach, as shown at 33a. This ensures that the lubricant is forced apart in both directions from the equator in order to fill the space and. Develop a complete film of lubricant between the ball and the bearing. After the equator of the ball has passed through the opening 26, the elasticity adhering to the bearing 13 will cause the deformed section F to snap back into its free initial shape as far as the inserted ball end 28 allows. However, since the radius R'des - ball end 28 is larger than the radius R of the interior of the bearing. 13, the Zager 13 is expanded from its free initial shape even when the ball end 28 is completely inserted into the bearing, as shown in FIG Fig. 44 is shown. As shown there, the upper portion F 'of the bearing is still outwardly deformed, although not to the extent of the deformation F as shown in Fig. 3, and the lower portion of the bearing is also extended to the inclination to increase the circumference 22-below the equator of the camp. In this way, the conical periphery 22 of the bearing is deformed outwardly into an approximately cylindrical shape above the equator and into a more distinct conical shape below the equator. In addition, the edge. 34 between the circumference 22 and the top 24 will have a larger diameter than the edge in the free state. In addition, the angle of inclination "A" of the bottom of the Lair @ ers-13 is increased as shown at A '. The bearing 13 is actually pivoted outwardly both below and above the equator E and in this way deforms the annular interior 27 into curved ones. Sections 27a and 27b which are not actually spherical and which converge at about 27c at the equator E of the bearing. This bending action forms pocket-shaped pockets 35 and 36 on opposite sides of the equator or connecting area 27c. The bottom pocket is closed at the opening 25, while the upper flap is closed at the opening 26. Lubricant is enclosed in these pockets and forms boundary layer lubrication for the entire life of a joint for all complex rotating and pivoting movements of the ball in the bearing, as will be explained in more detail below: When the bearing 13 has been stretched over the ball head 28 and the lubricant is enclosed in the pockets 35 ′ and 36, the bearing and journal assembly is next inserted into the housing 11, as shown in FIG. Like there. As shown, the expanded edge section 34 rests on the conical bore 17 of the housing 11 in front of the shoulder 18 and thus prevents the assembly from being freely inserted into the housing at a height that is, for example, considerably removed from the shoulder 18 In this condition the conical wall 22 of the bearing 13 is removed from the bore 17, with the exception of the extended portion in the vicinity of the rim 34. To complete the assembly, as shown in FIG is, the locking plate 14 is placed over the end 23, and it generally corresponds in shape to the plate shape - @ that end. A load L is applied to the locking plate 144 to Completely press the bearing 23 into the housing against the shoulder 18. This load presses the bearing inward both axially and radially and causes it to tend to be pulled out by the larger one Ball head 28 -prevented stretched state .n its free initial shape to return, but since the ball remains in the bearing, this state cannot be reached and the bearing material is compressed. Walls or edges 25a and 26a of the small and large openings 25 and 26 are exposed, the surrounding housing 11 and the closure '14' do not significantly deform the initial shape. The flow of the particles to one another, which occurs as a result of the deformation of the plastic residue, is reduced and high local stresses, which alternate with low stress ranges, are avoided.

z Wenn das,Lager auf der Schulter 18 völlig aufliegt, wirkt ein umlaufendes Werkzeug 37 auf das offene Ende des Gehäuses 11 ein, um den Abschnitt 20 zu verformen und die Schulter 21 zu bilden, die den Umfang der Platte 14 überdeckt." Wie es in Fig..6 dargestellt ist, erzeugt das vorgespannte Zager 13 Kbaftvektoren, die durch die Pfeile im wesentlichen senkrecht zu dem Kugelende 28 dargestellt sind gegen die Kugelmitte C' gerichtet ) und den grösseren Abschnitt der,Ku2el vollständig einschliessene Diese Kraftvektoren neigen dazu, di:e_Innenwand 2? des Lagers in vollständiger Anlage .mit dem Kugelende zu bringen, _ -aber das in den Taschen 35 und 36 eingeschlossene Schmiermittel ist wirksam, um eine vollständige Anlage zu verhindern, und infolgedessen ist ständig :eine Grenzschichtschmierung sichergestellt, da das Schmiermittel in den. Taschen durch die dichten Sitze an den offenen Enden der Taschen eingeschlossen ist. Da das lineare Polyäthylen oder Äthylen-Kopolymer einige elastische Eigenschaften-hat, wird in dem-vorgespannten Lager aufgespeicherte Energie aufrechterhalten, die die während der Verwendung des Gelenkes auftretende Abnutzung ausgleicht. Es wird besonders bemerkt werden, dass keine Federn zum Ausgleichen der Abnutzung notwendig sind und dass die Verschlussplatte 14 direkt auf das Zager aufgesetzt wird. Diese Ausschaltung'von bisher erforderlichen Abnutzungsausgleichseinrichtungen verringert die erforderliche Gesamthöhe der Baugruppe beträchtlich, spart Material und vereinfiert das. Gericht. Da der Neigungswinkel A des Endes 23 des Lagers im freien @Lustand im allgemeinen mit dem Neigungswinkel der tellerförmigen Verschlussplatte 14 übereinstimmt und da das überbemasste Kugelende 28 den Winkel A' erhäht, wie es in Fig. 4 -gezeigt ist, wird die axiale Belastung des: Lagers 13 in dem konischen Sockel 15 radial nach innen gerichtete Komponenten aufweisen, die alle um das Lager herum gerichtet sind und Kraftvektoren sicherstellen, die gegen die Mitte C_1 des Kugelendes 28 gerichtet sind und dazu neigen, die freie Ausgangsform wieder.herzustellen. Das erzeugt ein gleichmässiges Pressen des Lagern und verhindert beträchtliche Verformung, ungleiche Spannungsbelastung und örtlichen Fluss. Da das Kugelende im wesentlichen vollständig eingeschlossen ist, liegen diese-Spannungen alle um das Kugelende herum, und eine hohe Einheitsspannungsbelastung wird vermieden. Auf dem Wege der Darstellung soll herausgestellt werden, dass die Öffnung 25 nur im Bereich von 10 mm liegt, während die Öffnung 26 etwa 22,5 mm Dul-chmesser aufweis'te Ähnlich liegt der Durchmesser des Kugelendes 28 im Bereich von 26 mm, während der-Innendurchmesser der Lagerwand 27 des Lagers im freien Zustand im Bereich von 26,5-mm liegt. Die Belastung zum Vorspannen des La-ers in dem Gehäuse liegt im Bereich von 900 kg. Das hochdichte Äthylen-Kopol7mer oder das lineare Poljäthylen-Lager 13, das fast vollständig in einem starren Gehäuse 11 eingeschlossen und gleichmässig und vollständig um das Kugelende 28 herum vorgespannt ist, ermö-licht die Herstellung von federlosen, die Abnutzung ausgleichenden Kugelgelenken, ohne eine weiche oder nachgiebige Übertragung von Lasten durch das Gelenk zu erzeugen. Das Lagermaterial "ist, ' ®bijohl es etwas elastisch und zusamMenpressbar ist, ausreichend fest und starr und von einem: sehr starren Gehäuse umgeben, um die Gelenkkomponenten auf ihren ursprunglichen-Mittelpunkten unter Belastung zu halten. Gleichzeitiz ist das hochdichte Kopolymer-Material ausreic_aend elastisch, so dass es in einem Stück in eire Form gegossen werden kann, um im wesentlichen das Kup;elende des Kugelzapfens völlig einzuschliessen und zu ermöglichen, dass das Iu&-elende in das Zager eingerastet wird. Das hochdichte lineare Polyäthylen-Zagermaterial wird infolge seiner geraden geketteten oder unverzweigten HOlekÜle Vibrationen schnell dämpfen, Spannungen absorbieren und trotzdem ausreichende Starrheit aufrechterhalten, die Komponenten in genauer Zage .zu halten:When the bearing rests completely on the shoulder 18, a rotating tool 37 acts on the open end of the housing 11 to deform the section 20 and to form the shoulder 21 which covers the circumference of the plate 14. "Like it is shown in Fig..6, the pretensioned Zager 13 generates force vectors which are shown by the arrows essentially perpendicular to the ball end 28 directed towards the ball center C ') and the larger portion of the, Ku2el completely enclosed. These force vectors tend to di : e_internal wall 2? of the bearing in full contact with the ball end, _ -but the lubricant trapped in pockets 35 and 36 is effective to prevent full contact, and as a result, boundary layer lubrication is always ensured because the lubricant is enclosed in the bags by the tight seats at the open ends of the bags Since linear polyethylene or ethylene copolymer has some elasticity -Has-properties, energy stored in the preloaded bearing is maintained, which compensates for the wear and tear that occurs during the use of the joint. It will be particularly noted that no springs are necessary to compensate for wear and that the locking plate 14 is placed directly on the bearing. This elimination of previously required wear compensation devices reduces the required overall height of the assembly considerably, saves material and simplifies the court. Since the angle of inclination A of the end 23 of the bearing in the free state generally corresponds to the angle of inclination of the plate-shaped locking plate 14 and since the oversized ball end 28 increases the angle A ', as shown in FIG. 4, the axial load of the : Bearing 13 in the conical base 15 have radially inwardly directed components, which are all directed around the bearing and ensure force vectors which are directed towards the center C_1 of the ball end 28 and tend to restore the free initial shape. This creates an even compression of the bearing and prevents significant deformation, uneven stress and local flow. Since the ball end is substantially completely enclosed, these stresses are all around the ball end and high unit stress loading is avoided. By way of illustration, it should be pointed out that the opening 25 is only in the range of 10 mm, while the opening 26 had about 22.5 mm diameter. Similarly, the diameter of the ball end 28 is in the range of 26 mm, while the internal diameter of the bearing wall 27 of the bearing in the free state is in the range of 26.5 mm. The load for prestressing the laser in the housing is in the region of 900 kg. The high-density ethylene copolymer or linear polyethylene bearing 13, which is almost completely enclosed in a rigid housing 11 and evenly and completely preloaded around the ball end 28, enables the manufacture of springless, wear-compensating ball joints without a soft one or to produce compliant transfer of loads through the joint. The bearing material "is," although it is somewhat elastic and compressible, sufficiently firm and rigid and surrounded by a very rigid housing to keep the joint components under load at their original centers. At the same time, the high-density copolymer material is sufficiently elastic so that it can be cast in one piece into a mold to essentially completely enclose the cup end of the ball stud and allow the end piece to snap into the zager. The high density linear polyethylene zager material becomes straight as a result of it Chained or unbranched HOlekÜle dampen vibrations quickly, absorb tension and still maintain sufficient rigidity to keep the components in precise timing:

Claims

P atentans p rü che 1. Ball joint, characterized by a first joint part, a high-density ethylene copolymer bearing which essentially completely encloses the first joint part, the bearing having an inner dimension in the free state which is less than the dimension of the first part surrounded by the bearing so that the bearing is stretched through the first part, and a second essentially completely enclosing the hager file, which has radial and axial dimensions which are smaller than the radial and axial dimensions of the bearing outdoors Condition so that: Compressive forces are fully exerted around the bearing, the high-density ethylene copolymer material being effective to store energy therein as a result of the stresses that. is dispensed in a direction towards the center of the first part in order to maintain good bearing contact between the Tiles during use.

2. Ball joint according to claim 1, characterized in that the first joint part. a ball stud is the one essentially complete ball end. has that of the high density Ethylene copolymer bearing, surrounded, and that the second part has a housing with radial and is length dimensions less than the radius and length of the bearing in the free state to apply a compressive load completely around the bearing. 3 ball joint according to claim 1, characterized in that the high-density ethylene copolymer bearing -A one-piece molded block is with axially aligned openings on opposite sides Ends and a substantially complete circular ring bearing wall between the ends, with one of the openings being small, around an approximately complete ring bearing area under an equator of the Zagerwand that is perpendicular to the axis. of the openings runs, and where the larger.

Opening is considerably smaller than the equator, to create a generally annular bearing surface above the equator.

4. Ball joint according to claim 29, characterized in that the housing has a closure plate Has,: which is placed on the Zager - and the camp is complete covered, where `e covers the closure plate in the peripheral section to an axial force to exert compression of the bearing between the closure plate and the housing.

5. Ball joint according to claim 2, characterized in that the high-density ethylene copolymer resistor an inner ring surface with a radius that is smaller than the radius of the ball end of the pin, and has a conical outer circumference which is inserted into the housing is, the ball end the Zager radially outward on opposite sides deformed of the equator and an annular contact with the end of the ball the equator around and at both ends of it, and that lubricant. enclosed in annular pockets between the linear contact zones is.

6. Ball joint according to claim 19, characterized in that the high-density ethylene copolymer bearing has a K-factor within one. Ranges from 0.1.21 _ to 0.303, where K is determined by the following formula: whereby the 1 'coefficient of dry friction is .. -