DE19755284A1

DE19755284A1 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE19755284A1
Application number: DE1997155284
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing Spalthoff
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-06-24

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einer auf einem Zapfen angeordneten Gelenkkugel, die abschnittsweise von einer Lagerschale umgeben ist, wobei die eine kalottenförmige Innenmantelfläche aufweisende Lagerschale mittels einer im wesentlichen zylindrischen Außenmantelfläche in eine Aufnahmebohrung eines Gehäuses eingesetzt ist.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Kugelgelenke werden üblicherweise in mechanischen Stellelementen verwendet, bei denen eine gelenkige Koppelung dieser Bauteile erforderlich ist. Beispiele dafür sind bei Getriebeschaltungen Schaltgestänge zur Betätigung von Schaltelementen, bei Lenkachsen von Kraftfahrzeugen eine Verbindung zwischen Lenkgestänge und Lenkhebel sowie eine Verbindung zwischen Spur stange und Spurhebel.

Ein Kugelgelenk der vorgenannten Gattung ist aus der GB 1,198,365 B bekannt. Dabei ist die Lagerschale unmittelbar in die Aufnahmebohrung des Gehäuses eingesetzt, so daß Vibrationen zwischen der Gelenkkugel und dem Gehäuse im wesentlichen ungedämpft übertragen werden. Die Lagerschale soll zwar aus Kunststoff hergestellt sein; jedoch kann ein Kunststoff, der die im Stand der Technik erläuterten Gleiteigenschaften aufweist, normalerweise nicht in aus reichendem Maße die Übertragung von Vibrationen zwischen den Bauteilen verhindern.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, mit baulich einfachen Mitteln, die zu keiner wesentlichen Vergrößerung der baulichen Abmessungen des Kugelgelenks führen, wirkungsvoll eine Übertragung von Vibrationen zwischen der Gelenk kugel und dem Gehäuse zu verhindern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Lagerschale an ihrer Außenmantel fläche in einer aus einem gummielastischen Elastomer hergestellten Hülse eingebettet ist, die ihrerseits in der Aufnahmebohrung anliegt. Somit ist durch die elastische Hülse ein Dämpfungsmittel geschaffen, daß eine Übertragung von Vibrationen wirksam verhindert. Ein entsprechend ausgebildetes Kugelgelenk eignet sich in besonderer Weise für eine Anordnung eines Gangschalthebels an einem Motor- oder Getriebegehäuse eines Kraftfahrzeugs. Die erfindungsgemäß zwischen der Lagerschale und dem Gehäuse angeordneten Dämpfungsmittel sorgen dafür, daß Schwingungsanregungen, die durch Schwingungen des Motors oder des Antriebsstrangs verursacht werden, nicht auf den Schalthebel übertragen werden. Darüber hinaus ergibt sich eine baulich einfache und sehr kompakte Kombination aus einer Schalthebellagerung und einer Dämpfung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll die Lagerschale auch an ihren Stirnseiten in die erfindungsgemäße elastomere Hülse eingebettet sein. Diese Ausbildung der Hülse empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die Lagerschale einerseits im Gehäuse an einem radialen Absatz sowie andererseits mittels einer Abdeckkappe fixiert ist.

Weiterhin soll die Lagerschale an ihrer Außenmantelfläche und/oder an ihren Stirnflächen mit einer Profilierung versehen sein. Da das gummielastische Material vorzugsweise inkompressibel ist, sollen mittels der Profilierung am Umfang der Lagerschale gleichmäßig verteilte Hohlräume geschaffen werden, in die das unter Druckspannung ausweichende Gummimaterial hinein verdrängt werden kann. Über die Profilierung kann folglich eine ganz bestimmte gezielte Federungscharakteristik hergestellt werden. Auch über die Wahl des Dämmaterials sind entsprechende Veränderungen der Federungscharakteristik erziel bar. Je geringer die tragenden Flächenanteile im unbelasteten Zustand sind, um so weicher werden die Schwingungsspitzen abgekoppelt. Eine entsprechende Profilierung kann darüber hinaus aber auch an der inneren Umfangsfläche der Hülse, der äußeren Umfangsfläche der Hülse oder in der Bohrung des Gehäuses vorgesehen sein. Dabei spielt natürlich eine Rolle, wie sich mit fertigungs technisch einfachen Mitteln eine entsprechende kostengünstige Profilierung herstellen läßt.

Jede dieser vorgenannten Profilierungen kann ausgebildet sein als gleichmäßig über den Umfang verteilte Zähne, so daß sich regelmäßige Vorsprünge und Hohlräume ergeben. Weiterhin kann die Lagerschale an ihrer Außenmantel fläche mit einer Umfangsnut versehen sein, in die eine Umfangswulst der Hülse eingreift. Nachdem die mit Schlitzen versehene Lagerschale auf die Gelenkkugel aufgeknüpft ist, sorgt anschließend die die Lagerschale umschließende Hülse für eine entsprechende Vorspannung und verhindert nach der Montage in das Gehäuse, daß die Lagerschale bei extremer axialer Belastung von der Gelenkku gel ausgeknüpft werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Kugelgelenk im Halbschnitt, wobei von einem Gehäu se des Kugelgelenks ein Hebel ausgeht,

Fig. 2 eine Ansicht II auf eine Lagerschale des Kugelgelenks in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch das Gehäuse, eine erfindungs gemäße Hülse und die erfindungsgemäße Lagerschale gemäß Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung in Fig. 3 gemäß IV und

Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Lagerschale.

Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 1 ein Kugelgelenk bezeichnet, das vorzugsweise zur Lagerung eines Schalthebels an einem Gehäuse eines Verbrennungsmotors fixiert sein soll. Das Kugelgelenk 1 weist eine Gelenkkugel 2 auf, welche einteilig mit einem Zapfen 3 ausgebildet ist. An dem Zapfen 3 sind zum einen ein Außen gewinde 4 und zum anderen ein Innensechskant 5 vorgesehen. Es besteht demnach die Möglichkeit, diesen Zapfen 3 mitsamt der Gelenkkugel 2 in einem nicht näher dargestellten Gehäuse zu fixieren oder denselben mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Mutter an einer Konsole zu fixieren, wobei dann am Innensechskant 5 beim Anziehen der Mutter gegengehalten werden kann. Die Gelenkkugel 2 ist an einem Teil ihrer Oberfläche von einer Lagerschale 6 umgriffen, welche im einzelnen noch in den nachfolgenden Fig. 2 und 5 dargestellt ist. Diese Lagerschale 6 hat eine innere kalottenförmige Aufnahme 7, mit der sie die Gelenkkugel 2 umgreift, und eine zylindrische Außenmantel fläche 8, an welcher sie in eine Bohrung 9 eines Gehäuses 10 eingesetzt ist. Weiterhin ist die Lagerschale 6 bis etwa in den Bereich ihrer Quermittelebene mit axial verlaufenden Schlitzen 11 versehen, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind, so daß die Lagerschale 6 auf die Gelenkkugel 2 aufknüpfbar ist.

Zwischen der Außenmantelfläche 8 und der Bohrung 9 ist eine erfindungs gemäße Hülse 12 angeordnet, welche aus einem gummielastischen Elastomer hergestellt ist. Dadurch wird die Übertragung von Vibrationen zwischen den Bauteilen Gelenkkugel 2 und Gehäuse 10 erheblich reduziert, was insbesondere bei der Verwendung eines entsprechenden Kugelgelenks 1 im Rahmen einer Schalthebelanordnung an einem Gehäuse eines Verbrennungsmotors von erheblicher Bedeutung ist. Die erfindungsgemäße Hülse 12 umschließt die Lagerschale auch im Bereich von deren Stirnflächen, soweit diese im Kontakt mit einem im Gehäuse 10 vorgesehenen Absatz 13 oder einer Befestigungs kappe 14 sind. Die Hülse 12 weist weiterhin eine Wulst 15 auf, mit welcher sie in eine Umfangsnut 16 der Lagerschale 6 eingreift.

Von dem Gehäuse 10 geht ein Hebel 17 aus, der an seiner Mantelfläche mit einem Außengewinde versehen ist. An diesem Außengewinde 18 kann ein nicht näher dargestellter Schalthebel des Kraftfahrzeugs fixiert werden. Weiterhin soll von dem in Fig. 1 dargestellten Gehäuse 10 in einem Bereich, der in dieser Darstellung allerdings von dem Gehäuse verdeckt ist, ein weiterer Hebel ausge hen, der üblicherweise mit einem Schaltgestänge verbunden ist. Dieses Schalt gestänge führt wiederum zu einer Schaltbetätigung und somit letztendlich zu entsprechenden Schaltstangen und Schaltgabeln eines Kraftfahrzeuggetriebes (ebenfalls nicht dargestellt). Schließlich ist am Gehäuse 10 noch ein Faltenbalg 19 fixiert, der andererseits in eine Nut 20 des Zapfens 3 eingreift.

In der Fig. 2 ist die aus Kunststoff hergestellte Lagerschale 6 in einer Ansicht dargestellt, die sich ergibt, wenn man in Fig. 1 von unten auf die Lagerschale 6 blickt. Der entsprechenden Darstellung ist zu entnehmen, daß die Lagerschale 6 sowohl an ihrer zylindrischen Außenmantelfläche 8 als auch an ihren Stirn seiten mit einer Verzahnung 21 versehen ist. Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, liegen die einzelnen Zähne dieser Verzahnung 21 an der Hülse 12 an. Durch die Verzahnung werden einzelne Vorsprünge 22 sowie in bezug auf die Hülse 12 Hohlräume 23 geschaffen. Wenn zwischen den Bautei len Schwingungen auftreten, so wird das gummielastische Material von den Vorsprüngen 22 in die Hohlräume 23 verdrängt. In der Fig. 5, die die Lager schale 6 in einer perspektivischen Ansicht zeigt, sind wiederum die Vorsprünge 22 und Hohlräume 23 sowie die Schlitze 11 und die Umfangsnut 16 erkennbar.

Bezugszeichenliste

1

Kugelgelenk

2

Gelenkkugel

3

Zapfen

4

Außengewinde

5

Innensechskant

6

Lagerschale

7

kalottenförmige Aufnahme

8

zylindrische Außen mantelfläche

9

Bohrung

10

Gehäuse

11

Schlitz

12

Hülse

13

Absatz

14

Befestigungskappe

15

Wulst

16

Umfangsnut

17

Hebel

18

Außengewinde

19

Faltenbalg

20

Nut

21

Verzahnung

22

Vorsprünge

23

Hohlräume

Claims

1. Kugelgelenk (1) mit einer auf einem Zapfen (3) angeordneten Gelenkkugel (2), die abschnittsweise von einer Lagerschale (6) umgeben ist, wobei die eine kalottenförmige Innenmantelfläche (7) aufweisende Lagerschale (6) mittels einer im wesentlichen zylindrischen Außenmantelfläche (8) in eine Aufnahmebohrung (9) eines Gehäuses (10) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager schale (6) an ihrer Außenmantelfläche (8) in einer aus einem gummielastischen Elastomer hergestellten Hülse (12) eingebettet ist, die in der Aufnahmebohrung (9) anliegt.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (6) an ihren Stirnflächen in die Hülse (12) eingebettet ist.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (6) an ihrer Außenmantelfläche (8) und/oder Stirnflächen mit einer Profililierung (21, 22, 23) versehen ist.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (12) an ihrer inneren Umfangsfläche mit einer Profilierung versehen ist.

5. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (6) an ihrer Außenmantelfläche (8) mit einer Profilierung versehen ist, die als gleichmäßig über den Umfang verteilte Zähne (21) ausgebildet ist.

6. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (6) an ihrer Außenmantelfläche (8) mit einer Umfangsnut (16) versehen ist, in die eine Umfangswulst (15) der Hülse (12) eingreift.