DE19746521A1

DE19746521A1 - Ball and socket joint with cover for use in machine tools

Info

Publication number: DE19746521A1
Application number: DE1997146521
Authority: DE
Inventors: Erich Lunz; Stephan Popp
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1999-04-29
Also published as: WO1999020911A1

Abstract

A ball (5) and socket joint has a hinge pin (6) embedded in a socket (4) with an outer cover (8). The cover (8) consists of partly overlapping two semi-hemispherical stumps (9, 10) which also slide over each other. The cover material is fabricated in a material which is resistant to heat, coolant and lubricants.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem ein Kugelelement tragenden Gelenkzapfen, wobei das Kugelelement in einer zugeordneten kalottenförmigen Ausnehmung eines Gelenkgehäuses aufgenommen ist und die Ausnehmung nach außen mit einer Abdeckung gesichert ist.The invention relates to a ball joint with a ball element Hinge pin, the ball element in an associated dome-shaped Recess of a joint housing is added and the recess is secured to the outside with a cover.

Background of the Invention

Ein derartiges Kugelgelenk ist aus der DE-AS 15 25 083 vorbekannt. In einem Gelenkgehäuse ist über ein Kugelelement ein Gelenkzapfen allseitig beweglich gelagert. Am Gelenkgehäuse ist über einen Federring oder eine Drahtschlinge ein Faltenbalg aus einem elastischen Werkstoff befestigt, der eine Durchtrittsöff nung für den Gelenkzapfen besitzt. Auf diese Weise ist das Kugelgelenk nach außen abgedichtet.Such a ball joint is previously known from DE-AS 15 25 083. In one The joint housing is movable on all sides via a ball element stored. On the joint housing is via a spring washer or a wire loop a bellows made of an elastic material attached, which has a passage opening has for the pivot pin. In this way the ball joint is after sealed outside.

Werden derartige Kugelgelenke, deren Kugelelement in der kalottenförmigen Ausnehmung auch über eine Vielzahl von Wälzkörpern gelagert sein kann, aber im Werkzeugmaschinenbau eingesetzt, so besteht die Gefahr, daß diese Ab deckung gegenüber Kühlmitteln oder Schmierstoffen und heißen abfallenden Materialspänen nicht beständig ist. Are such ball joints whose spherical element in the dome-shaped Recess can also be stored over a variety of rolling elements, however used in machine tool construction, there is a risk that this Ab cover against coolants or lubricants and hot waste Material chips are not stable.

Summary of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abdeckung zu entwickeln, die einer seits ebenfalls eine Bewegung in drei Freiheitsgraden zuläßt und die anderer seits den Anforderungen bei einem Einsatz im Werkzeugmaschinenbau genügt.The object of the invention is therefore to develop a cover that one on the one hand also allows movement in three degrees of freedom and that of others on the one hand meets the requirements for use in machine tool construction.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die Abdeckung aus wenigstens zwei schalen artigen Halbkugelstümpfen besteht, die unter Vorspannung einander teilweise überdeckend übereinanderliegend und gegeneinander verschiebbar angeordnet sind, wobei diese aus einem hitze- und einem kühlmittel- bzw. schmiermittel beständigen Material gefertigt sind.According to the invention, this task is performed according to the characterizing part of Claim 1 solved in that the cover from at least two shells like hemispherical stumps that are partially pre-stressed each other overlapping and slidably arranged are, which consist of a heat and a coolant or lubricant resistant material are made.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird die Ausnehmung des Gelenkge häuses sicher nach außen abgedichtet, so daß das Kugelgelenk auch unter verschärften Einsatzbedingungen, wie sie im Maschinenbau gegeben sind, d. h. unter Einwirkung von Materialspänen, Staub, Kühl- und Schmiermittel sowie Hitze zuverlässig funktionieren kann.With this arrangement according to the invention the recess of the articulated joint house sealed securely to the outside, so that the ball joint also under tougher operating conditions, such as those found in mechanical engineering, d. H. under the influence of material chips, dust, coolants and lubricants as well Heat can work reliably.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben und werden nachstehend erläutert.Advantageous embodiments of the invention are in claims 2 to 6 and are described below.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die schalenartigen Halbkugelstümpfe an ihrem Ende zumindest mit einer radial nach innen oder radial nach außen gerichteten Umbördelung versehen sind.So it is provided according to claim 2 that the shell-like hemispherical stumps at its end with at least one radially inward or radially outward directed flanging are provided.

Diese radial gerichteten Umbördelungen wirken als eine Art Sicherung und sorgen dafür, daß sich in der halbkugelförmigen Abdeckung kein Spalt bilden kann. Wird der Gelenkzapfen einer Bewegung unterworfen, so wird dieser Bewegung zunächst der schalenartige Halbkugelstumpf folgen, welcher am Gelenkzapfen anliegt. Dieser wiederum zieht dann mit seiner radial gerichteten Umbördelung den nächsten Halbkugelstumpf in die vorgegebene Richtung. These radially directed flanges act as a kind of security and ensure that no gap is formed in the hemispherical cover can. If the pivot pin is subjected to movement, this becomes Movement first follow the bowl-like hemisphere stump, which on Hinge pin rests. This in turn then pulls with its radially directed Flanging the next hemisphere stump in the given direction.

Aus Anspruch 3 geht hervor, daß zumindest ein Teil der schalenartigen Halbku gelstümpfe an ihrem Ende mit einem Abstreifelement versehen sind. Dieses Abstreifelement bewegt sich beim Schwenken des Gelenkzapfens über die darunterliegenden Halbschale und sorgt dafür, daß von dieser anhaftende Flüssigkeit abgestreift wird und so nicht in das Innere des Kugelgelenks gelan gen kann.From claim 3 it is apparent that at least a part of the shell-like hem gel stumps are provided with a stripping element at their end. This Scraper element moves when pivoting the pivot pin over the underlying half-shell and ensures that of this adherent Liquid is stripped off and does not get into the interior of the ball joint can.

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, daß die Abdeckung durch ein in Richtung des Kugelelements wirkendes Federelement unter Vorspannung gesetzt ist. Dieses Federelement läßt sich in einfacher Weise montieren und sorgt für eine Vorspannung der zusammengesetzten Abdeckung, so daß diese zuverlässig zusammengehalten wird.According to a further additional feature of the invention according to claim 4 it is provided that the cover by a in the direction of the ball element acting spring element is set under bias. This spring element can be installed in a simple manner and ensures a preload of the composite cover so that they reliably held together becomes.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 5 sollen die Halbkugelstümpfe aus Stahlblech gefertigt sein und mit einem Überzug ver sehen sein. Die Fertigung aus Stahlblech hat den Vorteil, daß die einzelnen Bestandteile der Abdeckung in beliebiger Ausdehnung und Form in einfacher Weise gefertigt werden können. Der auf dem Stahlblech nach außen aufge brachte Überzug könnte beispielsweise eine galvanisch aufgebrachte korrosions hemmende Schicht sein.According to another feature of the invention according to claim 5, the Hemispherical stumps made of sheet steel and with a coating ver to be seen. The production from sheet steel has the advantage that the individual Components of the cover in any dimension and shape in a simple Way can be manufactured. The one on the steel sheet opened up to the outside For example, galvanized corrosion inhibitory layer.

Schließlich geht aus dem unabhängigen Anspruch 6 hervor, daß die Abdeckung nicht aus schalenförmigen Halbkugelstümpfen zusammengesetzt sein muß, sondern aus wenigstens zwei sphärisch nach außen gewölbten schalenartigen Formteilen besteht, die ebenfalls unter Vorspannung einander teilweise über deckend übereinanderliegend und gegeneinander verschiebbar angeordnet sind, wobei diese wiederum aus einem hitze- und kühlmittel- bzw. schmiermittel beständigen Material gefertigt sein sollen. Dies bedeutet, die einzelnen Bestand teile der Abdeckung weisen im Schnitt betrachtet eine von der Kreisform ab weichende Form auf.Finally, it is apparent from independent claim 6 that the cover does not have to be composed of bowl-shaped hemispheres, but from at least two spherically curved bowl-like ones Molded parts exist, which are also partially pre-stressed are arranged to be superimposed and displaceable relative to one another, which in turn consists of a heat and coolant or lubricant resistant material should be made. This means the individual stock When viewed in section, parts of the cover have a circular shape softening shape.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiment.

Brief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk und Fig. 1 shows a section through an inventive ball joint and

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus einem Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Fig. 2 shows an enlarged detail from a section through an inventive ball joint.

Detailed description of the drawings

Das in den Fig. 1 und 2 in einer Schnittdarstellung gezeigte erfindungs gemäße Kugelgelenk besteht aus den beiden Gehäusehälften 1 und 1a, die durch Befestigungsschrauben 3 entlang einer Trennebene zusammengehalten sind und eine kalottenförmige Ausnehmung 4 begrenzen. Die beiden Gehäuse hälften 1 und 1a sind wiederum über Befestigungsschrauben 3a mit einem Maschinengestell 2 verbunden. In der kalottenförmigen Ausnehmung 4 ist ein Kugelelement 5 gehalten, das an seinem oberen Ende mit einem Gelenkzapfen 6 verbunden ist. Dieser Zapfen 6 ragt nach oben aus der kalottenförmigen Ausnehmung 4 des Gehäuseteils 1 heraus und kann beliebig in drei Ebenen verschwenkt werden. Das Kugelelement 5 ist in der kalottenförmigen Ausneh mung 4 über eine Vielzahl in einem Käfig geführte Lagerkugeln 7 gehalten.The fiction, modern ball joint shown in Figs. 1 and 2 in a sectional view consists of the two housing halves 1 and 1 a, which are held together by fastening screws 3 along a parting plane and define a dome-shaped recess 4. The two housing halves 1 and 1 a are in turn connected by fastening screws 3 a to a machine frame 2 . A spherical element 5 is held in the dome-shaped recess 4 and is connected at its upper end to a pivot pin 6 . This pin 6 protrudes upward from the dome-shaped recess 4 of the housing part 1 and can be pivoted in three planes as desired. The ball element 5 is in the dome-shaped Ausneh 4 on a plurality of guided in a cage bearing balls 7 .

Erfindungsgemäß ist die kalottenförmige Ausnehmung 4 nach außen durch eine aus den schalenartigen Halbkugelstümpfen 9, 10 und 11 bestehende Abdeckung 8 geschützt. Der schalenartige Halbkugelstumpf 11 umfaßt die Gehäusehälften 1 und 1a, der schalenartige Halbkugelstumpf 11 wiederum wird vom schalen artigen Halbkugelstumpf 10 umschlossen, der wiederum vom schalenartigen Halbkugelstumpf 9 nach oben umfaßt wird. Die schalenartigen Halbkugel stümpfe 9, 10 und 11 liegen mit teilweiser Überdeckung übereinander und sind gegeneinander verschiebbar. Der Halbkugelstumpf 11 ist an seinem oberen Ende mit einer radial nach außen sich erstreckenden Umbördelung 18 versehen, der Halbkugelstumpf 10 weist an beiden Enden eine radial abgewinkelte Um bördelung auf, wobei sich die untere Umbördelung 17 nach innen und die obere Umbördelung 16 radial nach außen erstrecken. Der Halbkugelstumpf 9 wiederum weist an seinem unteren Ende eine radial nach innen sich erstrecken de Umbördelung 15 auf. Die Halbkugelstümpfe 9 und 10 sind an ihren unteren Enden mit einem Abstreifelement 19 und 20 versehen. Der schalenartige Halb kugelstumpf 9 weist an seinem oberen Ende eine Durchtrittsöffnung 12 auf, durch die der Gelenkzapfen 6 geführt ist, welcher mit einer Strebe 13 ver bunden ist. Zwischen dem schalenartigem Halbkugelstumpf 9 und der Strebe 13 ist eine Feder 14 angeordnet, die den Gelenkzapfen 6 allseitig umschließt und die Abdeckung 8 mit einem Druck in Richtung Kugelelement 5 beaufschlagt. Auf diese Weise ist die Abdeckung 8 einer Vorspannung unterworfen.According to the invention, the dome-shaped recess 4 is protected on the outside by a cover 8 consisting of the shell-like hemispherical stumps 9 , 10 and 11 . The shell-like hemisphere 11 includes the housing halves 1 and 1 a, the shell-like hemisphere 11 is in turn surrounded by the shell-like hemisphere 10 , which in turn is surrounded by the shell-like hemisphere 9 upwards. The shell-like hemisphere stumps 9 , 10 and 11 lie one above the other with partial overlap and are displaceable relative to one another. The hemisphere 11 is provided at its upper end with a radially outwardly extending flange 18 , the hemisphere 10 has a radially angled flange at both ends, the lower flange 17 extending inwards and the upper flange 16 extending radially outwards . The hemisphere 9 in turn has at its lower end a radially inwardly extending flange 15 . The hemispherical stumps 9 and 10 are provided with a stripping element 19 and 20 at their lower ends. The shell-like hemispherical half 9 has at its upper end a passage opening 12 through which the pivot pin 6 is guided, which is connected to a strut 13 a related party. Between the shell-like hemisphere 9 and the strut 13 , a spring 14 is arranged, which surrounds the hinge pin 6 on all sides and acts on the cover 8 with a pressure in the direction of the ball element 5 . In this way, the cover 8 is subjected to a pretension.

Wird nun die Strebe 13 bzw. der Gelenkzapfen 6 in eine beliebige Richtung bewegt, so folgt dieser Bewegung zunächst der schalenartige Halbkugelstumpf 9, da er über seine Durchtrittsöffnung 12 mit dem Gelenkzapfen 6 verbunden ist. Der schalenartige Halbkugelstumpf 9 gleitet bei dieser Bewegung mit seiner Umbördelung 15 bzw. mit seinem Abstreifelement 19 auf der Peripherie des schalenartigen Halbkugelstumpfes 10. Um die Bildung eines Spaltes in der halbkugelförmigen Abdeckung 8 zu vermeiden, wird in einer extremen Stellung des Gelenkzapfens 6 der schalenartige Halbkugelstumpf 9 mit seiner Umbörde lung 15 zunächst den schalenartigen Halbkugelstumpf 10 über seine Umbörde lung 16 mit in die gewünschte Richtung ziehen, bevor der schalenartige Halb kugelstumpf 11 über seine Umbördelung 18 vom schalenartigen Halbkugel stumpf 10 über dessen Umbördelung 17 ebenfalls in die eingeschlagene Richt ung gelenkt wird. Die Abstreifelemente 19 und 20 sorgen dafür, daß die Oberfläche der Abdeckung 11 von Flüssigkeit frei gehalten wird und diese somit nicht nach innen dringen kann. Die Halbkugelstümpfe 9, 10 und 11 über decken sich gemäß rechter Seite von Fig. 1 vollständig, während sie sich auf der gegenüberliegenden linken Seite nur teilweise überdecken. If the strut 13 or the hinge pin 6 is now moved in any direction, this movement is initially followed by the shell-like hemisphere 9 , since it is connected to the hinge pin 6 via its passage opening 12 . The shell-like hemisphere 9 slides during this movement with its flanging 15 or with its stripping element 19 on the periphery of the shell-like hemisphere 10 . In order to avoid the formation of a gap in the hemispherical cover 8 , in an extreme position of the pivot pin 6, the shell-like hemisphere stump 9 with its strapping 15 initially pulls the shell-like hemisphere stump 10 via its strapping 16 in the desired direction before the shell-like Half-stump 11 about its flanging 18 from the shell-like hemisphere 10 stump over its flanging 17 is also steered in the direction chosen. The wiping elements 19 and 20 ensure that the surface of the cover 11 is kept free of liquid and thus cannot penetrate inwards. The hemispherical stumps 9 , 10 and 11 overlap completely according to the right side of FIG. 1, while they only partially overlap on the opposite left side.

Reference list

11

Gehäusehälfte
Half of the housing

11

a Gehäusehälfte
a Half of the housing

22nd

Maschinengestell
Machine frame

33rd

Befestigungsschraube
Fastening screw

33rd

a Befestigungsschraube
a mounting screw

44th

kalottenförmige Ausnehmung
dome-shaped recess

55

Kugelelement
Spherical element

66

Gelenkzapfen
Hinge pin

77

Lagerkugel
Bearing ball

88th

Abdeckung
cover

99

schalenartiger Halbkugelstumpf
bowl-like hemisphere

1010th

schalenartiger Halbkugelstumpf
bowl-like hemisphere

1111

schalenartiger Halbkugelstumpf
bowl-like hemisphere

1212th

Durchtrittsöffnung
Passage opening

1313

Strebe
strut

1414

Feder
feather

1515

Umbördelung
Flanging

1616

Umbördelung
Flanging

1717th

Umbördelung
Flanging

1818th

Umbördelung
Flanging

1919th

Abstreifelement
Wiper element

2020th

Abstreifelement
Wiper element

Claims

1. Ball joint with a ball element ( 5 ) bearing pivot pin ( 6 ), the ball element ( 5 ) being accommodated in an associated dome-shaped recess ( 4 ) of a joint housing and the recess ( 4 ) being secured to the outside with a cover, thereby characterized in that the cover ( 8 ) consists of at least two shell-like hemispherical stumps ( 9 , 10 ) which, under pretension, are partially overlapping one another and arranged to be displaceable relative to one another, these being made from a heat-resistant and a coolant-resistant or lubricant-resistant material .

2. Ball joint according to claim 1, characterized in that the shell-like hemispherical stumps ( 9 , 10 , 11 ) are provided at their ends with at least one radially inward or radially outward flanging ( 15 , 16 , 17 , 18 ).

3. Ball joint according to claim 1, characterized in that at least part of the shell-like hemispherical stumps ( 9 , 10 ) is provided at its end with a stripping element ( 19 , 20 ).

4. Ball joint according to claim 1, characterized in that the cover ( 8 ) by a spring element ( 14 ) acting in the direction of the ball element ( 6 ) is held under prestress.

5. Ball joint according to claim 1, characterized in that the hemisphere stumps ( 9 , 10 , 11 ) made of sheet steel and are provided with a coating.

6. Ball joint according to the preamble of claim 1, characterized in that the cover ( 8 ) consists of at least two spherically outwardly vaulted th shell-like molded parts, which are partially overlapping one above the other and arranged displaceably against one another under prestress, these from a heat - And coolant or lubricant resistant material are made.