DE1929301U

DE1929301U - BALL JOINT, IN PARTICULAR FOR STEERING RODS OF MOTOR VEHICLES.

Info

Publication number: DE1929301U
Application number: DE1963U0004250
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Ing Ulderup
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-12-19
Filing date: 1963-12-19
Publication date: 1965-12-16

Description

Dr. Ing. Jürgen Ulderup, Lemförde / Hann., Bexgs-traislireDr. Ing.Jürgen Ulderup, Lemförde / Hann., Bexgs-traislire

"Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen⁵'."Ball joint, especially for steering linkages of motor vehicles ⁵ '.

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, bei dem ein Gelenkzapfen mit seinem kugelförmigen, unter Federbelastung stehenden Kopf in einem Gehäuse allseitig beweglich gelagert ist und wobei zwischen dem festen Gestänge und dem Gelenkgehäuse zu dessen Abdichtung ein unter Vorspannung stehender Eingpfropfen aus elastischem Werkstoff vorgesehen ist.The invention relates to a ball joint, in particular for steering linkages of motor vehicles, in which a Hinge pin with its spherical, spring loaded standing head is mounted movably on all sides in a housing and with between the fixed linkage and the joint housing is sealed with a pretensioned plug made of elastic Material is provided.

Bei derartigen Gelenkausführungen ist zur kraftschlüssigen Festlegung des Kugelkopfes im Gelenkgehäuse in der Regel eine besondere Feder vorgesehen, die einerseits an einer den oberen Verschluss des Gehäuses bildenden Kappe anliegt und sich andererseits mittelbar oder unmittelbar gegen den Kugelkopf abstützt. Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen besonders ausgebildete Futter aus elastischem Material, wie Gummi oder gummiartige Werkstoffe, im Gelenkgehäuse vorgesehen sind, um die erwünschte selbsttätige Fachstellung zum Ausgleich des schädlichen Spiels zwischen den ineinandergleitenden Gelenkteilen zu erzielen.In the case of such joint designs, the ball head in the joint housing is usually fixed in a non-positive manner a special spring is provided which, on the one hand, rests against a cap forming the upper closure of the housing and on the other hand is supported directly or indirectly against the ball head. There are also designs known, in which specially trained lining made of elastic material, such as rubber or rubber-like materials, are provided in the joint housing to the desired automatic specialist position to compensate for the harmful play to achieve between the joint parts sliding into one another.

Die Unterbringung der federnden Mittel innerhalb des Gelenkgehäuses erfordert aber entweder eine hohe Ausbildung des Gehäuses bzw· der Verschlusskappe an der oberen Austrittsöffnung oder setzt andere konstruktive Massnahmen voraus, durch die das Gelenk recht kompliziert und teuer wird.The accommodation of the resilient means within the joint housing either requires a high level of training of the housing or the closure cap at the upper outlet opening or uses other constructive features Measures that make the joint quite complicated and expensive.

Die bekannten Ausführungen wären zudem unvollkommen, wenn nieht gleichzeitig für eine ausreichende Schmierung bei grosser Wartungsfreiheit gesorgt und nicht eine gegen das Eindringen vonSchmutz und Feuchtigkeit sichernde Abdichtung des Gelenkgehäuses geschaffen würde.The known versions would also be imperfect if does not at the same time ensure sufficient lubrication maintenance-free and not a seal that protects against the ingress of dirt and moisture of the joint housing would be created.

Zu diesem Zwecke ist es bekannt, vorzugsweise aus zelligem Werkstoff gebildete Dichtungspfropfen zu verwenden, die zwischen dem Gelenkgehäuse und dem Lagerauge eines Lenkhebels oder eines Anschlussgestänges angeordnet sind. Diese Eingpfropfendichtungen sind aber so bemessen und eingesetzt, dass sie unter einer Vorspannung stehen, die gerade ausreicht, um bei Bewegungen des Gelenks das Abheben der Dichtung von den abzudichtenden Flächen des Gelenkgehäuses bzw. des Anschlussgestänges zu verhüten.For this purpose it is known to use sealing plugs preferably formed from cellular material, which are arranged between the joint housing and the bearing eye of a steering lever or a connecting rod. These plug-in seals are dimensioned and used so that they are under a bias that just enough to lift the seal from the surfaces to be sealed when the joint moves To prevent the joint housing or the connecting rod.

Eine solche Gelenkabdichtung ist sehr einfach und lässt sich gut montieren, da im Gegensatz zu den bekannten balgförmigen Dichtungen keine besonderen Mittel zur Befestigung der Dichtung erforderlich sind. Eingpfropfendichtungen aus porösem Werkstoff sind ausserdem zur Aufnahme eines grösseren Schmiermittelvorrates zwecks Erzielung einer Dauerschmierung geeignet, ohne dass eine besondere Fettkammer gebildet zu werden braucht, wie dies beispielsweise bei der Verwendung von balgförmigen Dichtungen erforderlich ist. Aus diesem Grunde setzt die Balgdichtung eine besondere Formgebung voraus, wodurch die Herstellung verteuert wird. Darüber hinaus sind die Balgdichtungen wegen ihrer Dünnwandigkeit insbesondere gegenüber Steinschlag bedeutend anfälliger.Such a joint seal is very simple and can be assemble well, as in contrast to the known bellows-shaped seals do not require any special means of attachment the seal are required. Plug-in seals made of porous material are also to accommodate a larger lubricant supply for the purpose of achieving suitable for permanent lubrication without the need to create a special grease chamber like this is required, for example, when using bellows-shaped seals. For this reason, the Bellows seal has a special shape, which makes production more expensive. In addition, the Due to their thin walls, bellows seals are significantly more susceptible to falling rocks, in particular.

Unter Berücksichtigung der wesentlichen Forderungen, die an derartige Gelenke zu stellen sind, soll nun durch die Erfindung eine weitere Verbesserung erzielt werden, die sich durch eine besonders einfache Gestaltung des GelenksTaking into account the essential requirements that are to be made of such joints, the Invention a further improvement can be achieved, which is achieved by a particularly simple design of the joint

auszeichnet und gleichzeitig die erwünschte Selbstnachsteilung gewährleistet. Demnach, besteht die Erfindung im wesentlichen darin, dass der ringförmige Dichtungspfropfen gleichzeitig als Federungselement in der Weise dient, dass ausschliesslich durch dessen Spannkraft eine selbsttätige Nachstellung des Gelenks bewirkt wird.and at the same time the desired self-improvement guaranteed. Accordingly, the invention consists essentially in the fact that the annular sealing plug simultaneously acts as a spring element in the manner serves that an automatic readjustment of the joint is effected exclusively by its clamping force.

In einer möglichen Ausführungsform des Erfindungsgedankens soll der Dichtungspfropfen aus einem hoch.elastiseh.en Werkstoff bestehen, der eine zellige Struktur aufweist, wobei die Zellen teils offen, teils geschlossen ausgebildet sind. Der Anteil der geschlossenen Zellen kann zweckmässig die Hälfte aller Zellen betragen. Dabei wird zweckmässig ein innerer den Gelenkzapfen dicht umschliessender Bereich der Pfropfenwandung eine offenzellige Struktur aufweisen, während die Struktur des Werkstoffes im äusseren Umfangsbereich des Pfropfens aus geschlossenen Zellen besteht. Es ist jedoch auch möglich, einen zellelastischen Werkstoff zu verwenden, bei dem offene und geschlossene Zellen gleichmässig über den gesamten Bereich der Dichtung verteilt sind. Durch die Verwendung eines Werkstoffes mit einer verhältnismässig grossen Anzahl von geschlossenen und gegebenenfalls gasgefüllten Zellen wird die für die Selbstnachstellung erforderliche Anpresskraft gesteigert und gleichzeitig die Dämpfung der beim Betrieb entstehenden Schwingungen begünstigt. Der Dichtungspfropfen kann daher auch verhältnismässig niedrig gehalten werden.In one possible embodiment of the inventive concept the sealing plug should be made of a highly elastic material exist, which has a cellular structure, the cells are partly open, partly closed. The proportion of closed cells can expediently be half of all cells. It becomes expedient an inner area of the plug wall that tightly encloses the pivot pin has an open-cell structure, while the structure of the material in the outer circumferential area of the plug consists of closed cells. However, it is also possible to use a cell-elastic material in which the open and closed Cells are evenly distributed over the entire area of the seal. By using a material with a relatively large number of closed and possibly gas-filled cells, the contact pressure required for self-adjustment is increased and at the same time promotes the damping of the vibrations that arise during operation. The sealing plug can therefore also be kept relatively low.

Die Erfindung lehrt somit vornehmlich den Gedanken, ein für die Abdichtung und zur Erzielung einer·grosseren Wartungsfreiheit von Kugelgelenken besonders geeignetes Element gleichzeitig zur selbsttätigen Nachstellung des Gelenks zu benutzen.The invention thus primarily teaches the idea of a seal and to achieve a larger one Maintenance-free ball joints particularly suitable element at the same time for automatic readjustment of the Joint to use.

Um die erforderliche Leichtgängigkeit solcher Gelenke zu wahren, ist nach einem anderen Merkmal der ErfindungTo ensure the required ease of movement for such joints to preserve is according to another feature of the invention

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vorgesehen, die am G-elenkgehäuse und am Ansehlussgestänge unter hoher Anpresskraft anliegenden Flächen des Hingpfropfens mit einer Auflage aus Werkstoff mit einem niedrigen Reibungswert zu versehen, die zumindest gegenüber grösseren Ausschlägen des Elements das Gleiten der Dichtung an den Anlageflächen gestattet, sodass einerseits keine nennenswerte die Dichtung verzerrende molekulare Bewegung des Werkstoffes zu befürchten ist und andererseits keine Gefahr besteht, dass die Dichtflächen des Ringpfropfens sich von den abzudichtenden Gegenflächen abheben. provided on the G-joint housing and on the connecting rod surfaces of the hanging plug that are in contact with high contact pressure to be provided with a layer of material with a low coefficient of friction, at least opposite Larger deflections of the element allow the seal to slide on the contact surfaces, so that on the one hand there are no significant molecular distortions of the seal Movement of the material is to be feared and on the other hand there is no risk that the sealing surfaces of the annular plug stand out from the opposing surfaces to be sealed.

Yon besonderem Vorteil ist es, .wenn der Dichtungspfropfen aus einem zellelastischen Kunststoff aus der Gruppe der vernetzten Polyadditionsprodukte, beispielsweise einem Polyurethan, gebildet ist. Die Glextschichten können aus dem gleichen Werkstoff bestehen. Sie weisen dann ,jedoch eine homogene Struktur auf. Die Gleitauflagen können auch aus einem anderen Werkstoff mit niedrigem Reibwert gebildet werden, um gegebenenfalls auch unter Zusatz bekannter Mittel, wie z.B. Molybdändisulfid^ hohe Gleiteigenschaften zu erzielen.It is of particular advantage if the sealing plug is formed from a cell-elastic plastic from the group of crosslinked polyadducts, for example a polyurethane. The Glextschichten can consist of the same material. However, they then have a homogeneous structure. The slide pads can also be made from a different material with a low coefficient of friction, in order to obtain, if appropriate, more familiar among additives such as molybdenum disulfide ^ high lubricity.

Die Erfindung lässt sich in verschiedener Weise ausführen. In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Wie gezeigt, besteht das Gelenk aus einem Gehäuse 1, in dem der kugelförmige Kopf 2 eines Yerbindungszapfens 3 allseitig beweglich gelagert ist. Zwischen der Kugelfläche des Zapfenkopfes und der inneren Wandung des Gelenkgehäuses 1 sind in üblicher Weise Lagerfutter 4 vorgesehen, die aus Stahl, Metall oder einem geeigneten elastischen Werkstoff gebildet sein können. Als Abschluss für die obere Öffnung des Gelenkgehäuses dient ein Kappe 5 aus Blech o.dgl. Das Lagerfutter kann auch in üblicher Weise aus zwei Lagerschalen oder Lagerringen bestehen.The invention can be carried out in various ways. In the drawing the invention is in an exemplary manner Embodiment shown. As shown, the joint consists of a housing 1 in which the spherical Head 2 of a Yerbindungszapfens 3 mounted movably on all sides is. Between the spherical surface of the pin head and the inner wall of the joint housing 1 are in Usually bearing chuck 4 is provided, which is made of steel, metal or a suitable elastic material could be. A cap 5 made of sheet metal or the like serves as a closure for the upper opening of the joint housing. The camp feed can also consist in the usual way of two bearing shells or bearing rings.

In erfindungsgemässer Weise ist nun. zwischen dem Gelenkgehäuse und dem Auge 6 eines Lenkhebels 7 oder eines anderen Gestänges ein Ringpfropfen 8 als Dichtung eingefügt, der aus einem hochelastischen Werkstoff, und zwar vorzugsweise aus einem zelligen Polyurethan-Kunststoff besteht, und dessen Struktur aus einer verhältnismässig grossen Anzahl geschlossener Zellen gebildet ist. Der Hingpfropfen ist dabei in der Ruhelage des Gelenks mit einer solchen Vorspannung eingesetzt, dass allein durch die auf diese Weise entstehende hohe Spannkraft des Dichtungspfropfens der Gelenkzapfen 3 stets unter einer Druckbelastung steht, die zum selbsttätigen Ausgleich eines auftretenden Lagerspiels zwischen dem Kugelkopf 2 und dem Putt er 4· ausreicht. Um die leichte Gängigkeit des Gelenks insbesondere bei grösseren Winkelausschlägen nicht zu stören, ist der Ringpfropfen 8 an der dem Gelenkgehäuse 1 und dem Lenkhebelauge 6 zugekehrten fläche mit einer Auflage 9 aus einem Werkstoff mit niedrigem Reib- wert versehen. Diese Gleitschichten können beispielsweise aus einem Kunststoff mit homogener Struktur, gegebenenfalls unter Zusatz von bekannten Gleitmitteln, wie Molybdändisulf id ο.dgl. gebildet sein. In a manner according to the invention is now. between the joint housing and the eye 6 of a steering lever 7 or another linkage, an annular plug 8 inserted as a seal, made of a highly elastic material, preferably a cellular polyurethane plastic consists, and the structure of which is formed from a relatively large number of closed cells. the Hingpfropfen is used in the rest position of the joint with such a pretension that only through the resulting high tension of the sealing plug of the pivot pin 3 always under one There is a pressure load that automatically compensates for any bearing play that occurs between the ball head 2 and the putt is 4 · enough. About the ease of movement of the joint, especially with larger angular deflections, is the ring plug 8 on the joint housing 1 and the surface facing the steering lever eye 6 with a support 9 made of a material with a low coefficient of friction Mistake. These sliding layers can, for example, optionally be made of a plastic with a homogeneous structure with the addition of known lubricants such as molybdenum disulf id ο the like. be educated.

Durch die Erfindung ist es möglich, ein an sich zur Abdichtung des Gelenkgehäuses vorhandenes Bauelement in der Weise zu verwenden, dass zur selbsttätigen Fachstellung des Gelenks die sonst notwendigen besonderen ITederungsmittel entfallen und auch keine anderen konstruktiven und aufwendigen Vorkehrungen erforderlieh sind, um das gemeinsame Ziel einer sicheren Abdichtung, einer höchst möglichen Wartungsfreiheit und einwandfreien Selbstnachstellung zu erreichen. Durch besondere Formgebung und Variation der Härte und Porösität des Dichtungspfropfens können Höhe und Charakteristik der Vorspannung jeweils dem erfinderischen Zweck entsprechend festgelegt werden.The invention makes it possible to use a component that is present for sealing the joint housing in the Way to use that for the independent specialist position of the joint the otherwise necessary special ITheduring means omitted and no other constructive and complex precautions are required to the common The aim of a secure seal, the greatest possible freedom from maintenance and perfect self-adjustment to reach. Due to the special shape and variation of the hardness and porosity of the sealing plug the level and characteristics of the preload can be determined according to the inventive purpose.

Claims

Expectations :

1) Ball joint, especially for steering linkages of motor vehicles, "in which a pivot pin with its spherical head, which is under resilient loading, is movable on all sides in a housing is mounted, and wherein between the fixed linkage and the joint housing to seal it a below Pretensioning standing Kingplugs made of elastic material is provided, characterized in that that the ring plug is designed in such a way that it is also used as a pederation element in the Way that the automatic readjustment of the joint is effected solely through its clamping force will.

2) ball joint according to claim 1, characterized in that the sealing plug consists of a cell-elastic Plastic from the group of crosslinked polyadducts, for example a polyurethane, is formed,

3) ball joint according to claim 1 and 2, characterized in that the sealing plug is made of a material is formed, the structure of which consists of about half of closed cells.

4 ·) Ball joint according to claims 1-3 »characterized by that on the contact surfaces of the sealing plug Sliding layers made of a material with a low coefficient of friction are provided and preferably one have a homogeneous structure and are made of plastics such as polyurethane, polyamide or polytetrafluoroethylene are, optionally with the addition of known lubricants, such as molydene disulfide ο. "

5) ball joint according to claims 1-4, characterized in that that the sealing plug consists of several layers of different hardness and / or different porous material consists.

12/13/63 Le / L