DE19622047C2 - Kugelgelenk mit einer verlängerten Lebensdauer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Kugelgelenk und im besonderen auf ein Kugelgelenk, das für eine Kopplung einer Fahrzeug-Aufhängung geeignet ist.

Bei einer Fahrzeug-Aufhängung wird ein Kugelgelenk als eine Kopplung verwendet. Das Kugelgelenk hat im allgemeinen einen Zapfen mit einem Kugelkopf an dessen einem Endab­ schnitt. Der Kugelkopf ist zwischen einem Paar von Kugel­ schalen derart eingesetzt, daß er innerhalb der Kugelscha­ len gleitbar ist, was eine Schwenk- bzw. Drehbewegung des Kugelgelenks ermöglicht. Um eine weiche Bewegung des Kugel­ zapfens zu erhalten, muß der Kugelkopf des Kugelzapfens über die Kugelschalen mit einem geeigneten Druck festgehal­ ten werden.

Ein derartiges Kugelgelenk mit einem geeigneten Druck auf den Kugelkopf ist beispielsweise aus dem japanischen Gebrauchsmuster Nr. 5-5288 Y2 bekannt. Dieses Kugelgelenk hat ein Paar von Kugelschalen, die einen Kugelkopf eines Kugel­ zapfens dazwischenhalten und an dessen Umfang miteinander in Eingriff stehen. Ein derartiges Kugelgelenk neigt dazu, zwischen dem Kugelkopf und den Kugelschalen einen Spalt zu erzeugen, da der Raum zwischen den Kugelschalen sich auf­ grund eines Verschleisses der Kugelschalen vergrößert und die Kugelschalen nicht aufeinander zu bewegt werden können, da die Umfänge der Kugelschalen miteinander in Eingriff stehen. Dementsprechend kann, wenn sich ein derartiger Spalt ausbildet, bei der Bewegung des Kugelzapfens ein Spiel hervorgerufen werden, was zu einem unerwünschten Be­ trieb des Kugelgelenks führt. Dies kann zu dem Problem füh­ ren, daß vorzeitig die Entscheidung gefällt wird, daß die Lebensdauer des Kugelgelenks zu Ende ist.

Als ein Verfahren zur Beseitigung eines Spiels in einem Kugelgelenk ist vorgeschlagen, auf die Kugelschalen derart einen Druck aufzubringen, daß der Kugelkopfbereich zwischen den Kugelschalen immer gegen den Kugelkopf des Kugelzapfens gedrückt wird. So ist z. B. aus der DD-212778 ein Kugelge­ lenk bekannt, dem die Aufgabe zugrunde liegt, den an einer Kugelzapfenlagerung entstehenden Abrieb automatisch auszu­ gleichen und somit die Wartung und Regenerierung der Lage­ rungselemente auf ein Minimum zu reduzieren. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Kugelkopf zwischen einer feststehenden unteren Kugelschale und einer über ein Feder­ element in Axialrichtung zur unter Kugelschale hin vorge­ spannten oberen Kugelschale angeordnet wird. Auf diese Weise wird ein an den Kugelschalen entstehender Reibungsab­ rieb automatisch kontinuierlich ausgeglichen.

In diesem Fall wird somit auch dann kein Spiel erzeugt, wenn an den Kugelschalen ein Verschleiß aufgetreten ist. Wenn jedoch vor dem Ende der Lebensdauer kein Spiel erzeugt wird, kann es schwierig sein, die Lebensdauer des Kugelge­ lenks durch eine an einem Fahrzeug durchgeführte regelmä­ ßige Inspektion zu bestimmen. Demzufolge kostet die Inspek­ tion des Kugelgelenks Zeit und Mühe.

Des Weiteren benötigt das Kugelgelenk der oben erwähn­ ten Art ein Schmiermittel, wie z. B. Fett, das zwischen dem Kugelkopf und dem Kugelzapfen so aufgebracht wird, daß sich der Kugelkopf zwischen den Kugelschalen ruhig bewegen kann und die Kugelschalen vor einem Verschleiß bewahrt werden. Das japanische Gebrauchsmuster Nr. 58-96118 U offenbart ein Kugelgelenk, das eine solche Funktion hat, den Kugelkopf und die Kugelschalen auf korrekte Art und Weise zu schmie­ ren. Dieses Kugelgelenk weist eine Kugelschale mit einer Nut auf, durch die von einer Schmiermittelstaukammer an Be­ reiche zwischen dem Kugelkopf und der Kugelschale Schmier­ mittel geliefert wird. Bei diesem Aufbau wird zwischen Ku­ gelkopf und Kugelschale ein Schmiermittel zugeführt, was zu einer weichen bzw. ruhigen Gleitbewegung des Kugelkopfes führt.

Jedoch erfolgt bei diesem Kugelgelenk keine Steuerung der Menge des durch die Nut zugeführten Schmiermittels. Dementsprechend kann das Schmiermittel in der Schmiermit­ telstaukammer in einem relativ kurzen Zeitraum verbraucht sein, wenn das Kugelgelenk in einem rauhen bzw. harten Zu­ stand betrieben wird. Somit ergibt sich darin ein Problem, daß eine weiche Bewegung des Kugelkopfs nicht für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann.

Ausgehend von dem aus der DD-212778 bekannten Kugelge­ lenk hat die vorliegende Erfindung nun die Aufgabe, ein technisch verbessertes Kugelgelenk zu schaffen, bei dem sich das Lebensdauerende durch eine einfache Inspektion feststellen läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Kugelgelenk gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

In dem erfindungsgemäßen Kugelgelenk werden bei einem Verschleiß der ersten und/oder zweiten Kugelschale die er­ ste und die zweite Kugelschale mittels einer Vorspannein­ richtung derart aufeinander zu verschoben, daß sich der ku­ gelförmige Abschnitt des Kugelzapfens unter einem angemes­ senen Druck, der durch die erste und zweite Kugelschale er­ zeugt wird, zwischen der ersten und zweiten Kugelschale be­ findet. Erfindungsgemäß ist dabei eine Anschlag-Einrichtung zur Begrenzung der Verschiebung vorgesehen, die die Ver­ schiebung der ersten Kugelschale bezüglich der zweiten Ku­ gelschale begrenzt. Das bedeutet, daß dann, wenn ein Ver­ schleißmaß der ersten und zweiten Schale einen vorgegebenen Pegel überschreitet, die erste Kugelschale bezüglich der zweiten Kugelschale nicht über eine vorgegebene Position hinaus verschoben werden kann. Daher ergibt sich bei einem übermäßigen Verschleiß der ersten und/oder zweiten Kugelschale zwischen dem kugelförmigen Abschnitt und der ersten und zweiten Kugelschale ein Spiel. Dementsprechend läßt sich die Tatsache, daß der Verschleiß einer der ersten und zweiten Kugelschalen ein maximal zulässiges Maß erreicht hat, durch Feststellen des im Kugelgelenk erzeugten Spiels bestimmen.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Un­ teransprüche.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erste Kugelschale mit der zweiten Kugelschale der­ art in Eingriff stehen, daß eine Rotation der ersten Kugel­ schale bezüglich der zweiten Kugelschale begrenzt ist.

Ferner kann die erste Kugelschale eine im allgemeinen scheibenartige Form und die zweite Kugelschale eine im al­ lemeinen zylindrische Form mit einem Endabschnitt haben, der einen abnehmenden Durchmesser hat. Eine äußere Fläche der ersten Kugelschale kann mit einer inneren Fläche der zweiten Kugelschale in Eingriff stehen. Desweiteren kann die erste Kugelschale an der äußeren Fläche eine Vielzahl von Vorsprüngen und die zweite Kugelschale an der inneren Fläche eine Vielzahl von Aussparungen haben, und zwar so, daß jeder der Vorsprünge in eine jeweilige Aussparung eindringt, wenn die erste Kugelschale an die zweite Kugelschale montiert wird.

Bei einer Ausführungsform weist die Einrichtung zur Be­ grenzung der Verschiebung einen Endbereich jedes Vorsprungs auf, der in einem vorgegebenen Abstand von einem Endbereich der jeweiligen Aussparung angeordnet ist, wenn die erste Kugelschale auf bzw. an die zweite Kugelschale montiert ist. Der Endbereich von jedem der Vorsprünge kann sich un­ ter einem vorgegebenen Winkel zur zweiten Kugelschale hin verjüngen, und jede der Aussparungen kann sich in derselben Richtung wie die Vorsprünge der ersten Kugelschale unter dem vorgegebenen Winkel verjüngen.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die erste Kugelschale durch eine Feder gegen den kugelförmigen Abschnitt gedrückt, und eine durch die Feder auf die erste Kugelschale aufgebrachte Druckkraft wird beibehalten, wenn sich die erste Kugelschale bezüglich der zweiten Kugel­ schale an der vorgegebenen Position befindet.

Desweiteren wird bei einer erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform durch die erste Kugelschale, die zweite Kugel­ schale und den kugelförmigen Abschnitt eine Schmiermittel­ kammer ausgebildet, um darin ein Schmiermittel zu halten bzw. aufzunehmen, und die zweite Kugelschale hat an ihrer inneren Fläche wenigstens eine Nut, die sich zwischen der Schmiermittelkammer und einem gegenüber der ersten Kugel­ schale befindlichen unteren Endbereich der zweiten Kugel­ schale in Längsrichtung der zweiten Kugelschale erstreckt, wobei die Nut zur Begrenzung der Strömung des Schmiermit­ tels in der Nut eine Schmiermittelbegrenzungseinrichtung aufweist.

Da die Schmiermittelbegrenzungseinrichtung die Strömung des Schmiermittels, beispielsweise des Fetts, das von der Schmiermittelkammer durch die Nut zum unteren Endbereich der zweiten Kugelschale strömt, begrenzt, strömt das in die Nut ein­ tretende Schmiermittel mit einer sehr langsamen Geschwin­ digkeit, was für die Schmierung des kugelförmigen Ab­ schnitts des Kugelzapfens ausreichend ist. Somit reicht das in der Schmiermittelkammer bereitgestellte Schmiermittel länger als das, das in einem Kugelgelenk vorgesehen ist, das mit einer Kugelschale versehen ist, die eine Nut ohne Strömungsbegrenzung hat. Dies führt zu einer längeren Le­ bensdauer des erfindungsgemäßen Kugelgelenks.

Bei einer Ausführungsform kann die Schmiermittelbegren­ zungseinrichtung in eine Richtung zum unteren Endbereich der zweiten Kugelschale eine allmähliche Abnahme in einer Weite der Nut aufweisen. Die Schmiermittelbegrenzungsein­ richtung kann in eine Richtung zum unteren Endbereich der zweiten Kugelschale eine allmähliche Abnahme in einer Tiefe der Nut aufweisen.

Die Schmiermittelbegrenzungseinrichtung ist ferner in der Nut in einem unteren Endbereich der zweiten Kugelschale vorgesehen. Die Schmiermittelbegrenzungseinrichtung kann einen von einer Boden- bzw. Grundfläche der Nut vorstehen­ den Damm aufweisen. Der Damm kann von der Grundfläche der Nut aus eine vorgegebene Höhe oder eine vorgegebene Weite in eine Längsrichtung der zweiten Kugelschale haben, und zwar derart, daß die Strömung des Schmiermittels einge­ schränkt bzw. begrenzt wird.

Desweiteren kann die Schmiermittelbegrenzungseinrich­ tung eine enge Öffnung bzw. eine Blende aufweisen, in der eine Weite der Nut derart reduziert wird, daß die Strömung des Schmiermittels begrenzt wird.

Desweiteren kann das erfindungsgemäße Kugelgelenk mit einer Rückhalteeinrichtung versehen sein, die dazu dient, das Schmiermittel in der Schmiermittelkammer zurückzuhal­ ten. Die Rückhalteeinrichtung kann eine Erhöhung des Flä­ cheninhalts einer inneren Fläche der Schmiermittelkammer aufweisen. Die Rückhalteeinrichtung kann eine Vielzahl von Rippen aufweisen, die von wenigstens einer der ersten Ku­ gelschale und der zweiten Kugelschale in die Schmiermittel­ kammer vorstehen.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegen­ den Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Be­ schreibung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ersichtlich.

Fig. 1 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Kugelge­ lenks gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer in der Fig. 1 ge­ zeigten oberen Schale.

Fig. 3 ist ein Querschnitt einer in Fig. 1 gezeigten unteren Schale.

Fig. 4 ist eine Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Ku­ gelgelenks in einem Zustand, in dem eine Abdeckung entfernt ist.

Fig. 5 ist ein Querschnitt eines in Fig. 1 gezeigten Bereichs des Kugelgelenks, bei dem eine obere Schale und eine untere Schale keinen Verschleiß aufweisen.

Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Bereichs des in Fig. 1 gezeigten Kugelgelenks, bei dem durch Bewegung eines kugel­ förmigen Abschnitts an der unteren Schale ein Verschleiß aufgetreten ist.

Fig. 7 ist ein Querschnitt eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Kugelgelenks in einem Zustand, in dem an der un­ teren Schale ein übermäßiger Verschleiß aufgetreten ist.

Fig. 8 ist eine Abbildung eines Fahrzeugs mit einer Aufhängevorrichtung, die das in Fig. 1 gezeigte Kugelgelenk verwendet.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer in Fig. 8 gezeigten Aufhängevorrichtungen.

Fig. 10 ist eine Abbildung zur Verdeutlichung eines Er­ fassungsbetriebs eines Spiels im Kugelgelenk der in Fig. 9 gezeigten Vorrichtung.

Fig. 11 ist ein Querschnitt der unteren Schale eines Kugelgelenks gemäß einer zweiten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung.

Fig. 12 ist ein Querschnitt entlang einer Linie A-A von Fig. 11.

Fig. 13 ist ein Querschnitt der unteren Schale eines Kugelgelenks gemäß einer dritten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung.

Fig. 14 ist ein Querschnitt der unteren Schale eines Kugelgelenks gemäß einer vierten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung.

Fig. 15 ist ein Querschnitt eines Kugelgelenks gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 16 ist ein Querschnitt einer in Fig. 15 darge­ stellten einteiligen Kugelschale.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer ersten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Kugelgelenks 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 weist das Kugelgelenk 10 einen Kugelzapfen 20 auf, der an ein Verbindungsbauteil 14 montiert ist. Der Ku­ gelzapfen 20 ist ein steifes bzw. starres Metallbauteil und weist einen kugelförmigen Abschnitt 20a und einen Schaftab­ schnitt 20b auf. Ein Endabschnitt des Schaftabschnitts 20b ist mit einem Gewinde versehen. Der mit dem Gewinde verse­ hene Abschnitt des Schaftabschnitts ist durch ein Durch­ gangsloch 14a des Verbindungsbauteils 14 derart eingesetzt, daß der Kugelzapfen durch Anschrauben einer Mutter 21 auf den mit dem Gewinde versehenen Abschnitt des Schaftab­ schnitts 20b sicher am Verbindungsbauteil befestigt wird.

Der kugelförmige Abschnitt 20a des Kugelzapfens 20 be­ findet sich in einer Fassung bzw. einer Aufnahme 30 und ist zwischen einer oberen Schale 36 und einer unteren Schale 38 eingesetzt. Die untere Schale 38 besteht aus Kunststoff und hat im allgemeinen eine zylindrische Form. Die untere Scha­ le 38 liegt im Inneren der Aufnahme 30. Ein Durchmesser ei­ nes Endabschnitts (der untere Endabschnitt in der Figur) der unteren Schale 38 nimmt derart nach und nach ab, daß sich die Kontur der inneren Fläche der unteren Schale 38 der Kontur des kugelförmigen Abschnitts 20 anpaßt. Der un­ tere Teil der inneren Fläche der Aufnahme 30 ist so ausge­ bildet, daß er sich dem Abschnitt mit abnehmendem Durchmes­ ser anpaßt.

Die obere Schale 36 besteht aus einem Kunststoffmateri­ al und hat einen Abschnitt mit einem großen Durchmesser und einen Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser des Abschnitts mit großem Durchmes­ ser. Ein Bereich einer Grundfläche des Abschnitts mit dem großen Durchmesser ist derart kugelförmig ausgebildet, daß er mit der Kontur des kugelförmigen Abschnitts 20a überein­ stimmt. In einem Zentrum der oberen Schale 36 ist eine Durchgangsöffnung 36a ausgebildet. Der Durchmesser der an die Grundfläche angrenzenden Durchgangsöffnung 36a ist kleiner als der Durchmesser eines oberen Bereichs der Durchgangsöffnung 36a.

Unterhalb der Aufnahme 30 ist eine Staubabdeckung 24 vorgesehen. Die Staubabdeckung 24 besteht aus einem elasti­ schen Material und hat eine im wesentlichen zylindrische Form, deren mittlerer Abschnitt erweitert ist. Ein oberer Rand der Staubabdeckung steht mit dem unteren Teil der Auf­ nahme 30 in Eingriff; ein unterer Rand steht mit einem Um­ fang eines Montagebauteils in Eingriff, das über einem mittleren Bereich des Kugelzapfens angebracht ist. Die Staubabdeckung 24 versiegelt den unteren Endabschnitt der Aufnahme 30 derart, daß von ihrem unteren Endabschnitt kein Staub in die Aufnahme eindringt. Die Staubabdeckung 24 hat ferner die Funktion, eine Leckage eines im Inneren der Staubabdeckung 24 gestauten Fetts zu verhindern. Da die Staubabdeckung 24 elastisch ist, wird die Staubabdeckung 24 im Ansprechen auf eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Ku­ gelzapfens 20 verformt. Ein Deckel bzw. eine Abdeckung 32 ist durch Verstemmen an einer Oberseite der Aufnahme 30 an­ gebracht, um eine Öffnung der Aufnahme 30 abzudichten. In der Aufnahme 30 ist eine Fettkammer 44 mit einem Raum 44a und einem Raum 44b ausgebildet. Der Raum 44a wird durch die Abdeckung 32 und die Durchgangsöffnung 36a der oberen Scha­ le 36 definiert. Der Raum 44b ist durch den kugelförmigen Abschnitt 20a, die obere Schale 36 und die untere Schale 38 definiert. In der Fettkammer 44 ist Fett gestaut, um den kugelförmigen Abschnitt 20a des Kugelzapfens 20, die obere Schale 36 und die untere Schale 38 derart zu schmieren, daß die Reibung zwischen dem kugelförmigen Abschnitt 20a und jeder der oberen und unteren Schalen 36 und 38 verringert wird.

Im Raum 44a ist eine Stützfeder 34 vorgesehen, um die obere Schale 36 gegen den kugelförmigen Abschnitt 20a zu drängen. Auf diese Weise wird der kugelförmige Abschnitt 20a des Kugelzapfens 20 zwischen der unteren Schale 38 und der oberen Schale 36 bei einem durch die obere Schale 36 aufgebrachten konstanten Druck getragen. Gemäß dem oben er­ wähnten Aufbau ist der kugelförmige Abschnitt 20a des Ku­ gelzapfens 20 in beliebiger Richtung rotierbar.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der oberen Schale 36. Fig. 3 ist ein Querschnitt der unteren Schale 38.

Wie in Fig. 3 gezeigt sind an einer inneren Fläche der unteren Schale 38 in gleichmäßigen Abständen entlang eines Umfangs vier Schmiernuten 46 ausgebildet, die sich in eine Längsrichtung der unteren Schale 38 erstrecken. Über die Schmiernuten 46 wird das in der Fettkammer 44 gestaute Fett an die gesamte Oberfläche des kugelförmigen Abschnitts 20a geliefert.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind jeweils an einem unteren Endabschnitt der oberen Schale 36 und an ei­ nem oberen Endabschnitt der unteren Schale 38 ineinander­ greifende bzw. eingreifende Teile 40 und 42 vorgesehen. Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 7 eine Beschreibung der eingreifenden Teile 40 und 42.

Wie in Fig. 2 gezeigt sind entlang einer Umfangsfläche des Abschnitts mit dem großen Durchmesser der oberen Schale 36 eine Vielzahl von eingreifenden Teilen 40 vorstehend ausgebildet. Wie in Fig. 3 gezeigt sind an der unteren Schale 38 eine Vielzahl von eingreifenden Teilen 42 dement­ sprechend ausgebildet. Jedes der eingreifenden Teile 40 paßt in ein jeweiliges der eingreifenden Teile 42, wenn die obere Schale 36 an die untere Schale 38 montiert ist. Somit wird die obere Schale 36 in einer weiteren Bewegung in die untere Schale 38 begrenzt, wenn eine Spitze 40a jedes eingreifenden Teils 40 eine Spitze 42a eines jeweiligen ein­ greifenden Teils 42 erreicht.

Fig. 4 ist eine Draufsicht des Kugelgelenks 10 in einem Zustand, in dem die Abdeckung 32 entfernt ist. Wie in Fig. 4 gezeigt ist die obere Schale an die untere Schale in ei­ nem Zustand montiert, in dem jedes der eingreifenden Teile 40 der oberen Schale 36 mit einem jeweiligen der eingrei­ fenden Teile 42 der unteren Schale 38 in Eingriff steht. Die eingreifenden Teile 40 haben einen Durchmesser, der et­ was kleiner ist, als ein Durchmesser der eingreifenden Teile 42, und zwar so, daß die obere Schale 36 in Längs­ richtung der unteren Schale 38 bewegbar ist, während die eingreifenden Teile 40 mit den eingreifenden Teilen 42 in Eingriff stehen. Entsprechenderweise kann die obere Schale 36 durch die Stützfeder 34 gegen den kugelförmigen Ab­ schnitt 20a gedrückt werden, was zu einer geeigneten Gleit­ bewegung des kugelförmigen Abschnitts 20a des Kugelzapfens 20 führt.

Fig. 5 ist ein Querschnitt eines Abschnitts des Kugel­ gelenks 10, wobei die obere Schale 36 und die untere Schale 38 keinen Verschleiß aufweisen. In Fig. 5 ist die Spitze 40a jedes eingreifenden Teils 40 der oberen Schale 36 in einem vorgegebenen Abstand "L" von der Spitze 42a jedes eingreifenden Teils 42 der unteren Schale 38 entfernt ange­ ordnet. Dementsprechend ist eine Bewegung der oberen Schale 36 in eine Richtung weiter in die untere Schale 38 hinein nicht begrenzt, womit die untere Schale über eine Feder­ kraft der Stützfeder 34 gegen den kugelförmigen Abschnitt 20a gedrückt wird. Infolgedessen wird der kugelförmige Ab­ schnitt 20a zwischen der unteren Schale 38 und der oberen Schale 36 bei einem geeignetem Druck aufgenommen. Dieser Zustand sieht eine spielfreie Gleitbewegung des kugelförmi­ gen Abschnitts 20a vor.

Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Bereichs des Kugelge­ lenks 10 in einem Zustand, in dem an der unteren Schale 38 durch Bewegung des kugelförmigen Abschnitts 20a ein Ver­ schleiß aufgetreten ist. In Fig. 6 ist ein verschlissener Bereich der unteren Schale 38 durch ein Bezugszeichen 70 gekennzeichnet. Aufgrund des Verschleisses der unteren Schale 38 hat sich der kugelförmige Abschnitt 20a weiter in die untere Schale 38 hineinbewegt. Dies führt dazu, daß sich die obere Schale 36 von einer in Fig. 6 gezeigten Po­ sition weiter in die untere Schale 38 hineinbewegt. Wenn ein Verschleißbetrag "W" erreicht ist, wie in Fig. 6 ge­ zeigt, dann steht die Spitze 40a jedes der eingreifenden Teils 40 der oberen Schale 36 mit der Spitze 42a jedes der eingreifenden Teils 42 der unteren Schale 38 in Kontakt. D. h., daß der Abstand zwischen der Spitze 40a und der Spitze 42a "Null" wird.

Wenn der Verschleißbetrag der unteren Schale 38 "Null" bis "W" beträgt, d. h. falls sich das Kugelgelenk in einem Zustand zwischen dem in Fig. 5 gezeigtem und dem in Fig. 6 gezeigtem befindet, kann die obere Schale 36 weiter in die untere Schale 38 hineinbewegt werden. Somit wird ein über die obere Schale 36 auf den kugelförmigen Abschnitt 20a aufgebrachter geeigneter Druck aufrecherhalten, was zu einem normalen Betrieb des Kugelgelenks 10 führt.

Fig. 7 ist ein Querschnitt eines Bereichs des Kugelge­ lenks 10 in einem Zustand, in dem an der unteren Schale 38 ein übermäßiger Verschleiß aufgetreten ist. In Fig. 7 über­ schreitet ein Verschleißbetrag der unteren Schale 38 den Betrag "W". Somit ist der kugelförmige Abschnitt 20a des Kugelzapfens 20 tiefer angeordnet als der in Fig. 6 gezeig­ te, wogegen die obere Schale 36 an der in Fig. 6 gezeigten Position gehalten wird, da die Spitze 40a jedes der ein­ greifenden Teile 40 der oberen Schale 36 mit der Spitze 42a jedes der eingreifenden Teile 42 der unteren Schale 38 in Kontakt steht. Infolgedessen wird zwischen dem kugelförmigen Abschnitt 20a des Kugelzapfens 20 und der oberen Schale 36 ein Spalt "d" ausgebildet. In diesem Zustand erfolgt über die obere Schale 36 keine Druckbeaufschlagung auf den kugelförmigen Abschnitt 20a. Somit wird im Kugelgelenk 10 ein Spiel hervorgerufen.

Wie oben diskutiert wird bei dem Kugelgelenk gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung über die obere Schale 36 solange ein passender Druck auf den kugel­ förmigen Abschnitt 20a aufgebracht, bis der Verschleiß der unteren Schale 38 den Betrag "W" erreicht. Dies bedeutet, daß im Kugelgelenk 10 kein Spiel erzeugt wird und das Ku­ gelgelenk solange normal betrieben werden kann, bis der Verschleiß der unteren Schale 38 den Betrag "W" erreicht. Wenn jedoch ein Verschleißbetrag "W" überschritten wird, wird irr Kugelgelenk 10 ein Spiel erzeugt. Dementsprechend kann durch Überprüfen, ob das Kugelgelenk 10 ein Spiel hat oder nicht, erfaßt werden, daß der Verschleiß der unteren Schale 38 die Größe "W" überschreitet.

Bei dieser Ausführungsform ist der Betrag "W" auf eine zulässige Verschleißgrenze der unteren Schale 38 einge­ stellt. Der Betrag "W" kann durch Verändern des Abstands "L" zwischen der Spitze 40a und der Spitze 42a, wenn die untere Schale montiert ist, auf einen willkürlichen Wert eingestellt werden. Für den Fall, daß der Abstand "L" so eingestellt ist, daß er dem maximal zulässigen Verschleiß­ betrag der unteren Schale 38 entspricht, dann kann das Ku­ gelgelenk 10 offensichtlich so lange in normalem Zustand betrieben werden, bis der Verschleiß der unteren Schale 38 den maximal zulässigen Betrag erreicht.

Es sei angemerkt, daß für den Fall, daß eine Länge (freie Länge) der Stützfeder 34, wenn keine Last aufge­ bracht ist, dafür nicht ausreichend ist, daß die Stützfeder 34 die freie Länge erreichen kann, bevor die obere Schale 36 die Position erreicht, über die hinaus sich die obere Schale 36 nicht bewegen kann. In diesem Fall wird die auf die obere Schale aufgebrachte Druckkraft "Null", und somit kön­ nen die Stützfeder 34 und die obere Schale 36 in Längsrich­ tung des Kugelgelenks 10 frei bewegbar werden. In diesem Zustand können die Stützfeder 34 und die obere Schale im Kugelgelenk 10 vibrieren, was die Erzeugung von Lärm oder eine Fehlfunktion des Kugelgelenks 10 bewirkt. Um dieses Problem zu beseitigen, hat die Stützfeder 34 der vorliegen­ den Erfindung jedoch eine freie Länge, die in ausreichendem Maße länger ist als eine Längsdimension des Raums 44a, wenn der Verschleiß der unteren Schale 38 den maximal zulässigen Betrag "W" erreicht. Somit bleibt eine Druckkraft der Stützfeder 34 auch dann, wenn der maximal zulässige Betrag "W" erreicht ist, wobei das oben erwähnte, durch das Vi­ brieren der Stützfeder 34 oder der oberen Schale 36 verur­ sachte Problem behoben wird.

Bei der vorliegenden Ausführungsform stehen die ein­ greifenden Teile 42 der oberen Schale 36 mit den jeweiligen eingreifenden Teilen 40 der unteren Schale in Eingriff. Dieser Aufbau verhindert, daß die obere Schale 36 und die untere Schale 38 relativ zueinander rotieren. Somit wird desweiteren eine Rotation der Stützfeder 34 verhindert, wo­ mit die Erzeugung von Lärm und Verschleiß aufgrund einer Gleitbewegung der Stützfeder 34 relativ zur Abdeckung 32 beseitigt wird. Dementsprechend hat die folgende Ausfüh­ rungsform den Vorteil, daß ein ruhiger Betrieb des Kugelge­ lenks 10 erzielt wird.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, hat jedes ein­ greifende Teil 40 der oberen Schale 36 außerdem eine Form, bei der eine Weite in der Nähe des äußersten Endes auf die Spitze 40 zu nach und nach abnimmt. Aufgrund dieser Gestal­ tung der eingreifenden Teile 40 ergibt sich eine automati­ sche Einstellung einer Winkelposition der unteren Schale 38, wenn die obere Schale 36 an die untere Schale 38 mon­ tiert wird, so daß jedes eingreifende Teil 40 der oberen Schale 36 vollständig in jeweils eines der eingreifenden Teil 42 der unteren Schale 38 paßt. Somit ist eine einfache Montage der oberen Schale 36 an die untere Schale 38 gege­ ben.

Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 die Beschreibung eines Beispiels, bei dem das Kugel­ lager bzw. das Kugelgelenk 10 für einen Aufhängemechanismus bzw. eine Aufhängevorrichtung eines Fahrzeugs verwendet wird. Fig. 8 ist eine Abbildung des Fahrzeugs mit einer Aufhängevorrichtung, die das Kugelgelenk 10 gemäß der vor­ liegenden Ausführungsform verwendet. Fig. 9 ist eine Sei­ tenansicht einer in Fig. 8 gezeigten Aufhängevorrichtung.

Wie in Fig. 8 gezeigt werden die Räder VL, VR, HL und HR jeweils durch Aufhängevorrichtungen getragen. Nachste­ hend erfolgt die Beschreibung einer Struktur einer Aufhän­ gevorrichtung, die beispielsweise für das vordere rechte Rad VR vorgesehen ist. Fig. 9 zeigt die Aufhängevorrichtung für das vordere rechte Rad VR. Die in Fig. 9 gezeigte Auf­ hängevorrichtung weist ein Paar von Kugelgelenken 10, einen oberen Arm bzw. oberen Querlenker 13, einen Stoßdämpfer 15, eine Gelenkverbindung 16, eine Schraubenfeder 17, ein Rad 18 und einen unteren Arm bzw. unteren Querlenker 14 auf.

Ein Endabschnitt des unteren Querlenkers 14 ist an ei­ nem Fahrzeugkörper bzw. einer Karosserie 19 befestigt, und der andere Endabschnitt ist über eines der Kugelgelenke 10 mit der Gelenkverbindung 16 verbunden. Die Gelenkverbindung 16 ist ein Bauteil, das über ein Lager 70 mit dem Rad 18 verbunden ist. Ein oberer Endabschnitt der Gelenkverbindung 16 ist über ein anderes der Kugelgelenke 10 mit dem oberen Querlenker 13 verbunden. Der andere Endabschnitt des oberen Querlenkers 13 ist über eine Buchse (in der Figur nicht dargestellt) an der Karosserie 19 angebracht. Ein oberes Ende der Schraubenfeder 17 und ein oberes Ende des Stoß­ dämpfers 15, der sich in der Schraubenfeder 17 befindet, sind an der Karosserie 19 befestigt. Ein unteres Ende des Stoßdämpfers 15 ist über ein Gelenk 11 derart mit dem unte­ ren Querlenker 14 verbunden, daß der Stoßdämpfer 15 und der untere Querlenker 14 zueinander dreh- bzw. schwenkbar sind.

Bei dem oben erwähnten Aufbau werden im Falle einer Auf- und Abbewegung des Rads 18 über eine Schwenkbewegung des Paars von Kugelgelenken 10 die Schraubenfeder 17 und der Stoßdämpfer 15 zusammengedrückt und auseinandergezogen. Somit wird verhindert, daß die Auf- und Abbewegung des Rads 18 auf die Karosserie 19 übertragen wird. Da die Gelenkver­ bindung 16 am oberen Ende über eines der Kugelgelenke 10 durch den oberen Querlenker 13 und am unteren Ende über ein anderes der Kugelgelenke 10 durch den unteren Arm 14 getra­ gen wird, ist die Aufhängevorrichtung während eines Lenkbe­ triebs betriebsfähig.

Falls bei einer Aufhängevorrichtung eines Fahrzeuges ein Kugelgelenk verwendet wird, muß das Kugelgelenk durch ein neues Kugelgelenk ersetzt werden, wenn eine Kugelschale im Kugelgelenk abgenutzt wurde. Bei einer derartigen Kugel­ schale, die eine Stützfeder hat, die die Kugelschale auch dann unter Druck setzt, nachdem an der Kugelschale ein übermäßiger Verschleiß aufgetreten ist, tritt im Kugelge­ lenk auch dann kein Spiel auf, wenn kein normaler Betrieb des Kugelgelenks erfolgen kann. Somit ist es nicht möglich, eine Verschleißgröße der Kugelschalen durch Erfassen des Spiels im Kugelgelenk zu bestimmen. Da die Kugelschale im Körper des Kugelgelenks aufgenommen ist, es nicht möglich, die Kugelschale von außen visuell zu untersuchen. Dement­ sprechend kann ein derartiges Kugelgelenk in einem Zustand verwendet wird, in dem an der Kugelschale ein Verschleiß über einen zulässigen Grenzwert hinaus aufgetreten ist. D. h., daß in dem Fall, daß das Kugelgelenk eine untere Scha­ le, wie beispielsweise die untere Schale 38 des Kugelge­ lenks 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, hat, das Kugelgelenk ständig in einem Zustand verwendet werden kann, in dem an der unteren Schale ein übermäßiger Verschleiß vorliegt.

Falls der durch die Stützfeder erzeugte Druck nicht auf die Kugelschale aufgebracht wird, tritt der Verschleiß der Kugelschale als Spiel im Kugelgelenk auf. Somit ist es leicht, den Verschleiß der Kugelschale in einem derartigen Kugelgelenk zu erfassen. Jedoch kann ein Kugelgelenk dieser Art, wie vorher diskutiert, aufgrund eines frühzeitigen Er­ zeugen eines Spiels im Kugelgelenk eine kurze Lebensdauer haben.

Andererseits kann im Kugelgelenk 10 gemäß der vorlie­ genden Ausführungsform durch Erfassen des Spiels im Kugel­ gelenk 10 leicht bestimmt werden, ob der Verschleiß der un­ teren Schale 38 den maximal zulässigen Betrag erreicht hat oder nicht. Dementsprechend kann bei Verwendung des Kugel­ gelenks 10 das Erzeugen von Lärm und eine Veränderung im Empfinden eines Lenkbetriebs aufgrund der Verschlechterung der Leistung eines Kugelgelenks 10 verhindert werden.

Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 10 eine Beschreibung eines Verfahrens zur Erfassung des Spiels im Kugelgelenk 10. Fig. 10 ist eine Abbildung zur Erklärung eines Betriebs zur Erfassung des Spiels im Kugelgelenk 10 bei der in Fig. 9 gezeigten Aufhängevorrichtung. Es sei an­ gemerkt, daß Fig. 10 einen Zustand zeigt, in dem das Rad 18 und der Reifen entfernt sind. Das in der Aufhängevorrich­ tung erzeugte Spiel kann durch Aufbringen einer Kraft auf einen Reifen in Aufwärts- und Abwärtsrichtung (vertikale Richtung) leicht erfaßt werden, während das Fahrzeug aufge­ bockt ist. Das bedeutet, daß die Auf- und Abwärtsbewegung des Reifens mit einer relativ kleinen Kraft anzeigt, daß in den Kugelgelenken 10 ein Spiel erzeugt ist.

Wie in Fig. 10 gezeigt kann durch eine Meßuhr 50 ferner ein Verschleißbetrag der unteren Schale 38 gemessen werden.

In Fig. 10 ist eine Basis 51 der Meßuhr 50 am unteren Quer­ lenker 14 befestigt. Ein Taster 52 der Meßuhr 50 steht mit der Aufnahme 30 des Kugelgelenks 10 von unten in Kontakt. Desweiteren ist eine Spannvorrichtung 54 an einer Achsnabe 71 befestigt, die über das Lager 70 mit der Gelenkverbin­ dung 16 einstückig ausgebildet ist. In diesem Zustand wird auf die Spannvorrichtung 54 in Auf- und Abwärtsrichtung ei­ ne vorgegebene Kraft aufgebracht und die Meßuhr 50 abgele­ sen. Somit wird der Versatz an der Achsennabe 71 bezüglich des unteren Querlenkers 14 als eine Differenz zwischen den Anzeigewerten der Meßuhr 50 gemessen. Der Versatz an der Achsennabe 71 entspricht dem im Kugelgelenk 10 erzeugten Spiel. Somit kann durch den Versatz der Achsennabe 71 mit einem hohen Maß an Genauigkeit der Verschleißbetrag der un­ teren Schale 38 bestimmt werden.

Wie oben diskutiert, kann das im Kugelgelenk 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugte Spiel leicht und sicher erfaßt werden. Dementsprechend ist es leicht, den Bedarf für den Austausch bzw. Ersatz des Kugelgelenks wäh­ rend der Betriebslebensdauer des Fahrzeugs zu bestimmen, wodurch eine gute Wartung des Fahrzeugs vorgesehen wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 erfolgt nachstehend die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 11 ist ein Querschnitt der unteren Schale 38 eines Kugelgelenks gemäß der zweiten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 12 ist ein Querschnitt entlang einer Linie A-A von Fig. 11. In Fig. 11 erhalten dieselben Teilen wie die in Fig. 1 und 3 dieselben Bezugszeichen und eine Beschreibung davon wird ausgelassen. Das Kugelgelenk gemäß der zweiten Ausführungsform hat abge­ sehen von der Konfiguration jeder Schmiernut 46a, die in der unteren Schale 38 vorgesehen ist, denselben Aufbau wie das Kugelgelenk 10 gemäß der ersten Ausführungsform.

In Fig. 11 wird eine Weite "WG" jeder Schmiernut 46A auf das untere Ende der unteren Schale 38 zu verringert. Desweiteren nimmt eine Tiefe 'D" jeder Schmiernut 46A auf das untere Ende der unteren Schale 38 zu ab. Entsprechen­ derweise nimmt eine Querschnittsfläche "S" jeder Schmiernut 46a auf das untere Ende der unteren Schale 38 zu ab.

Wie bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform vorherstehend diskutiert, ist die Fettkammer 44 im oberen Abschnitt der Innenseite der unteren Kammer 38 ausgebildet. Somit wird das in der Fettkammer 44 vorgesehene Fett über die Schmiernuten 46A an eine Oberfläche des kugelförmigen Abschnitts 20a geliefert. Das bedeutet, daß das Fett in der Fettkammer 44 zur Schmierung des kugelförmigen Abschnitts 20a durch die Schmiernuten 46a strömt. Das Fett verläßt schließlich die Schmiernuten 46a und wird in einer durch die Staubabdeckung 24 ausgebildeten Kammer gesammelt.

Da bei der zweiten Ausführungsform die Querschnittsflä­ che "S" jeder Schmiernut 46A zum unteren Ende der unteren Schale 38 hin abnimmt, wird die durch die Schmiernuten 46A nach unten strömende Fettmenge auf eine geeignete Menge eingestellt. Das bedeutet, daß eine ausreichende Menge an Fett an die Schmiernut 46A geliefert wird, wobei gleichzei­ tig eine die Schmiernuten 46A verlassende Fettmenge verrin­ gert wird. Somit reicht das in der Fettkammer 44 vorgese­ hene Fett länger, wenn das Kugelgelenk zusammengebaut ist, als das des Kugelgelenks mit einer unteren Schale, die mit geraden Nuten versehen ist. Dies führt zu einer länger rei­ chenden Schmierung und sieht somit eine lange Lebensdauer des Kugelgelenks vor.

Da ferner die Weite "WG" jeder Schmiernut 46A auf das untere Ende der unteren Schale 38 zu abnimmt, erhöht sich im Vergleich zum Kugelgelenk mit einer unteren Schale, die mit geraden Nuten versehen ist, wobei jede eine gleichmä­ ßige Weite hat, eine Kontaktfläche zwischen dem kugelförmigen Abschnitt 20a und der unteren Schale 38. Somit wird bei der vorliegenden Ausführungsform der durch den kugelförmi­ gen Abschnitt 20a auf die untere Schale 38 ausgeübte Druck vermindert, was zu einer Verbesserung der Gleitfähigkeit des kugelförmigen Abschnitts 20a führt.

Bei der Doppelquerlenkeraufhängung, wie hier z. B in Fig. 9 gezeigt, wird auf den unteren Querlenker 14 eine Druckkraft der Schraubenfeder 17 aufgebracht. Die Druck­ kraft wirkt als eine Streck- bzw. Ausdehnlast des Kugelzap­ fens 20 des Kugelgelenks 10. Das bedeutet, daß der Kugel­ zapfen 20 in Fig. 1 nach unten gezogen wird, wenn die Schraubenfeder 17 zusammengedrückt wird. In diesem Zustand wird der kugelförmige Abschnitt 20 gegen die untere Schale 38 nach unten gedrückt. Der auf die untere Schale 38 aufge­ brachte Druck ist in der Nähe des unteren Endbereichs der unteren Schale 38 maximal. Bei dieser Ausführungsform wird die Kontaktfläche, die einer Druckaufnahmefläche ent­ spricht, erhöht, da die Weite "WG" jeder Schmiernut 46A ab­ nimmt. Somit wird der auf die untere Schale 38 aufgebrachte Druck in der Fläche, in der der Druck maximal wird, redu­ ziert, was zu einer verbesserten Gleitfähigkeit und einer längeren Lebensdauer führt.

Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 13 die Beschreibung einer dritten Ausführungsform gemäß der vor­ liegenden Erfindung. Fig. 13 ist ein Querschnitt der unte­ ren Schale 38 eines Kugelgelenks gemäß der dritten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 13 haben die­ selben Teile, wie die, die in den Fig. 1 und 3 gezeigt sind, dieselben Bezugszeichen, und eine Beschreibung davon wird ausgelassen. Das Kugelgelenk gemäß der dritten Ausfüh­ rungsform hat abgesehen von einer Gestaltung jeder Schmier­ nut 46B, die in der unteren Schale 38 vorgesehen ist, den­ selben Aufbau wie das Kugelgelenk 10 gemäß der ersten Aus­ führungsform.

Wie in Fig. 13 gezeigt hat jede der Schmiernuten 46B in der Nähe des unteren Endes einen Damm 48. Der Damm 48 ist durch das Vorstehen einer Grundfläche jeder der Schmiernu­ ten 46B ausgebildet. Der Damm 48 hat von einer Grundfläche von jeder der Schmiernuten 46B aus eine Höhe "h" und in Längsrichtung jeder der Schmiernuten 46B eine Weite "k". Der Damm 48 hat die Aufgabe, die Strömung des Fetts in den Schmiernuten 46B zu begrenzen. Die vorliegende Ausführungs­ form hat offensichtlich bezüglich der Begrenzung der Strö­ mung des Fetts denselben Effekt wie die zweite Ausführungs­ form. Die Begrenzung der Fettströmung kann ferner in dem Maße erhöht werden, wie die Höhe "h" oder die Weite "k" vergrößert wird. Das bedeutet, daß eine Fettmenge, die die Schmiernuten 46B verläßt, in dem Maß verringert wird, wie die Höhe "h" und die Weite "k" vergrößert wird. Somit kann auf leichte Weise durch Einstellen der Höhe "h" und der Weite "k" des Damms 48 eine geeignete Begrenzung der Fett­ strömung erhalten werden.

Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 14 eine Beschreibung einer erfindungsgemäßen vierten Ausführungs­ form. Fig. 14 ist ein Querschnitt der unteren Schale 38 ei­ nes Kugelgelenks gemäß der vierten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung. In Fig. 14 haben dieselben Teile wie die, die in den Fig. 1 und 3 gezeigt sind, dieselben Be­ zugszeichen, und eine Beschreibung davon wird ausgelassen. Das Kugelgelenk gemäß der vierten Ausführungsform hat abge­ sehen von einer Gestaltung jeder der Schmiernuten 46B, die in der unteren Schale 38 vorgesehen sind, denselben Aufbau wie das Kugelgelenk 10 gemäß der ersten Ausführungsform.

Wie in Fig. 14 gezeigt hat jede der Schmiernuten 46C eine enge Öffnung bzw. eine Blende 50, bei der die Weite "WG" von jeder der Schmiernuten 46C auf eine Weite "LG" re­ duziert wird, die geringer ist als die Weite "WG". Die Blende 50 funktioniert in derselben Weise wie der Damm 48 in der dritten Ausführungsform. Das bedeutet, daß die Fettströmung in der Blende 50 begrenzt wird. Die Menge des in den Schmiernuten 46C strömenden Fetts kann durch Verändern der Weite "LG" auf leichte Weise eingestellt werden. Die Blende 50 der vorliegenden Ausführungsform hat offensicht­ lich denselben Effekt wie der Damm 48 der dritten Ausfüh­ rungsform.

Bei den oben erwähnten zweiten bis vierten Ausführungs­ formen kann, da die Fettströmung eingeschränkt bzw. be­ grenzt wird, das Fett für einen langen Zeitraum in den Schmiernuten 46A, 46B oder 46C gehalten werden. Somit fun­ gieren die Schmiernuten 46A, 46A und 46C ferner als Fett­ kammern, aus denen das Fett an ein weites Flächengebiet des kugelförmigen Abschnitts 20a direkt geliefert wird, wenn der Kugelzapfen 20 geschwenkt oder gedreht wird. Dies ver­ bessert ferner die Schmierung des Kugelgelenks gemäß der zweiten bis vierten Ausführungsform.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 erfolgt nachstehend eine Beschreibung einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 15 ist ein Querschnitt ei­ nes Kugelgelenks gemäß der fünften Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung. Fig. 16 ist ein Querschnitt einer in Fig. 15 gezeigten einteiligen Kugelschale. In Fig. 15 er­ halten dieselben Teile wie die in Fig. 1 gezeigten Teile dieselben Bezugszeichen und eine Beschreibung davon wird ausgelassen.

Wie in Fig. 15 dargestellt ist bei der vorliegenden Ausführungsform anstatt der oberen Schale 36 und der unte­ ren Schale 38 in der Aufnahme eine einteilige Kugelschale 62 vorgesehen. In einem oberen Abschnitt hat die einteilige Kugelschale 62 eine Fettkammer 64. Die Fettkammer 64 ist mit einer Vielzahl von Rippen 66 versehen, wie in Fig. 16 dargestellt. Die Rippen sind am Umfang in gleichmäßig un­ terteilten Winkeln angeordnet. Ein Rand bzw. eine Kante je­ der der Rippen 66 ist derart ausgebildet, daß sie sich mit einem vorgegebenen kleinen Spiel einer Kontur des kugelför­ migen Abschnitts 20a anpaßt.

Die Rippen 66 haben die Funktion, durch eine vergrößer­ te Kontaktfläche das Fett im Inneren der Fettkammer 64 zu halten. Das bedeutet, daß das in der Fettkammer 64 vorgese­ hene Fett für einen langen Zeitraum um die Rippen 66 herum gehalten bzw. gestaut wird, da das Fett mit einer hohen Viskosität an der Oberfläche der Rippen 66 klebt. Dies schränkt eine Strömung des für eine Oberfläche des kugel­ förmigen Abschnitts 20a vorgesehenen Fetts ein, was zu ei­ ner geeigneten Versorgung des Fetts in der Fettkammer an dem kugelförmigen Abschnitt 20a führt. Somit reicht das Fett in der Fettkammer 64 länger als das Fett, das in einer Fettkammer ohne Rippen vorgesehen ist. Die durch die Rippen 66 gehaltene Fettmenge wird in dem Maße erhöht, wie die An­ zahl der Rippen 66 erhöht wird. Auf diese Weise kann durch Verändern der Anzahl der Rippen 66 die Schmierung einge­ stellt werden, was zu einer langen Lebensdauer des Kugelge­ lenks führt. Desweiteren sind bei dieser Ausführungsform die Rippen 66 mit der einteiligen Kugelschale 62 einstückig ausgebildet. Die einteilige Kugelschale 62 und die Rippen 66 werden somit durch ein Verfahren, wie z. B. Spritzgie­ ßen, auf einfache Weise hergestellt.

Es sei angemerkt, daß, obwohl die Rippen 66 in der ein­ teiligen Kugelschale ausgebildet sind, es ersichtlich ist, daß derartige Rippen in der unteren Kugelschale 38 ausge­ bildet sein können, die im Kugelgelenk gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform vorgesehen ist.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese offenbar­ ten Ausführungsformen beschränkt, und es können Veränderun­ gen und Modifikationen angestellt werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Kugelgelenk erzeugt somit ein Spiel, wenn der Ver­ schleiß einer Kugelschale derart einen vorgegebenen Betrag erreicht, daß das Ende der Lebensdauer des Kugelgelenks durch eine einfache Untersuchung erkannt werden kann. Ein kugelförmiger Abschnitt eines Kugelzapfens befindet sich zwischen einer oberen Schale und einer unteren Schale. Die obere Schale wird auf die untere Schale zu verschoben, wenn an der oberen Schale oder an der unteren Schale aufgrund der Gleitbewegung des kugelförmigen Abschnitts ein Ver­ schleiß auftritt. Die Verschiebung der oberen Schale ist derart begrenzt, daß die obere Schale bezüglich der unteren Schale an einer vorgegebenen Position gehalten wird.

Claims (19)

1. Kugelgelenk (10) mit:
einem Kugelzapfen (20), der an seinem einen Endab­ schnitt einen kugelförmigen Abschnitt (20a) aufweist, und
einer ersten Kugelschale (36) und einer zweiten Kugel­ schale (38), zwischen welchen der kugelförmige Abschnitt (20a) eingesetzt ist, wobei die erste Kugelschale (36) zur zweiten Kugelschale (38) hin mittels einer Vorspanneinrich­ tung (34) verschiebbar ist, wenn an der zweiten Kugelschale (38) aufgrund der Gleitbewegung des kugelförmigen Ab­ schnitts (20a) ein Verschleiß auftritt,
gekennzeichnet durch
eine Anschlag-Einrichtung zur Begrenzung der Verschie­ bung der ersten Kugelschale (36) zur zweiten Kugelschale (38) hin in der Weise, daß die erste Kugelschale (36) be­ züglich der zweiten Kugelschale (38) an einer vorgegebenen Position gehalten wird, wenn der Verschleiß der zweiten Ku­ gelschale (38) ein bestimmtes Ausmaß erreicht hat.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kugelschale (36) mit der zweiten Kugelschale (38) in der Weise in Eingriff steht, daß eine Rotation der ersten Kugelschale (36) bezüglich der zweiten Kugelschale (38) eingeschränkt ist.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kugelschale (38) eine im allgemeinen schei­ benartige Form und die zweite Kugelschale (38) eine im all­ gemeinen zylindrische Form mit einem Endabschnitt hat, der einen reduzierten Durchmesser hat.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Oberfläche der ersten Kugelschale (36) mit einer inneren Oberfläche der zweiten Kugelschale (38) in Eingriff steht.

5. Kugelgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kugelschale (36) eine Vielzahl von Vorsprün­ gen (40) an der äußeren Oberfläche und die zweite Kugel­ schale (38) eine Vielzahl von Aussparungen (42) an der in­ neren Oberfläche hat, und zwar derart, daß jeder der Vor­ sprünge (40) jeweils in eine Aussparung (42) eindringt, wenn die erste Kugelschale (36) an die zweite Kugelschale (38) montiert wird.

6. Kugelgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Begrenzung der Verschiebung einen Endbereich (40a) jedes der Vorsprünge (40) aufweist, der in einem vorgegebenen Abstand von einem Endbereich (42a) der jeweiligen Aussparung (42) liegt, wenn die erste Kugel­ schale (36) an die zweite Kugelschale (38) montiert wird.

7. Kugelgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (40a) jedes der Vorsprünge (40) mit ei­ nem vorgegebenen Winkel zur zweiten Kugelschale (38) hin verjüngt ist, und jede der Aussparungen in derselben Rich­ tung wie die Vorsprünge (40) der ersten Kugelschale (36) mit dem vorgegebenen Winkel verjüngt ist.

8. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kugelschale (36) durch eine Feder (34) gegen den kugelförmigen Abschnitt (20a) gedrückt wird, und eine durch die Feder (34) auf die erste Kugelschale (36) aufge­ brachte Druckkraft beibehalten wird, wenn sich die erste Kugelschale (36) bezüglich der zweiten Kugelschale (38) an der vorgegebenen Position befindet.

9. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die erste Kugelschale (36), die zweite Kugel­ schale (38) und den kugelförmigen Abschnitt (20a) eine Schmiermittelkammer (44) zur Aufnahme eines Schmiermittels ausgebildet wird, und daß die zweite Kugelschale (38) an ihrer inneren Oberfläche wenigstens eine Nut (46) hat, die sich in Längsrichtung der zweiten Kugelschale (38) zwischen der Schmiermittelkammer (44) und einem unteren Endbereich der der ersten Kugelschale (36) gegenüberliegenden zweiten Kugelschale (38) erstreckt, wobei die Nut (46) eine Schmiermittelbegrenzungseinrichtung zur Begrenzung der Strömung des Schmiermittels in der Nut (46) aufweist.

10. Kugelgelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schmiermittelbegrenzungseinrichtung in Rich­ tung zum unteren Endbereich der zweiten Kugelschale (38) hin eine allmähliche Abnahme der Weite der Nut (46) auf­ weist.

11. Kugelgelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelbegrenzungseinrichtung in Richtung zum unteren Endbereich der zweiten Kugelschale (38) hin eine allmähliche Abnahme der Tiefe der Nut (46) aufweist.

12. Kugelgelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schmiermittelbegrenzungseinrichtung in der Nut (46) in einem unteren Endbereich der zweiten Kugelschale (38) vorgesehen ist.

13. Kugelgelenk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schmiermittelbegrenzungseinrichtung einen von einer Grundfläche der Nut (46B) vorstehenden Damm (48) auf­ weist.

14. Kugelgelenk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Damm (48) von der Grundfläche der Nut (46B) aus eine vorgegebene Höhe hat, und zwar derart, daß die Schmiermittelströmung begrenzt wird.

15. Kugelgelenk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Damm (48) in Längsrichtung der Nut (46B) eine vorgegebene Weite hat, und zwar derart, daß die Schmiermit­ telströmung begrenzt wird.

16. Kugelgelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schmiermittelbegrenzungseinrichtung eine enge Öffnung (50) aufweist, in der die Weite der Nut (46C) der­ art reduziert ist, daß die Strömung des Schmiermittels be­ grenzt wird.

17. Kugelgelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Schmiermittelkammer (44) eine Rückhalteein­ richtung vorgesehen ist, die dazu dient, das Schmiermittel in der Schmiermittelkammer (44) zu halten.

18. Kugelgelenk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückhalteeinrichtung eine Vergrößerung des Flächeninhalts der inneren Oberfläche der Schmiermittelkam­ mer (44) aufweist.

19. Kugelgelenk nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückhalteeinrichtung eine Vielzahl von Rippen (66) aufweist, die von wenigstens einer der ersten Kugel­ schale (36) und der zweiten Kugelschale (38) aus in die Schmiermittelkammer ragen.