DE2043654A1 - Ball joint for power transmission between a piston and a push rod - Google Patents
Ball joint for power transmission between a piston and a push rodInfo
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Description
3.Nr. Gi 4173. No. Gi 417
27· August 1970 Wi-sz27 August 1970 Wi-sz
Anlage zur Patent- und
GebrauchsmusterhilfsanmeldungAnnex to the patent and
Utility model registration
Kugelgelenk zur Kraftübertragung zwischen einem Kolben und einer Schubstange Ball joint for power transmission between a piston and a push rod
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk zur Kraftübertragung zwischen einem Kolben und einer Schubstange, mit einer im Boden des Kolbens sitzenden Kugelpfanne, gegen die sich das kolbensei t ige £nde der mit einem kugelförmigen Kopf ausgestatteten Schubstange abstützt.The invention relates to a ball joint for power transmission between a piston and a push rod, with a ball socket seated in the bottom of the piston, against which the piston side of the push rod equipped with a spherical head is supported.
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Bei Kugelgelenken der genannten Art ist es schwierig, die beim Saughub des Kolbens von der Schubstange ausgeübte Zugkraft spielfrei auf den Kolben zu übertragen. Zu diesem Zweck verwendet man bei bekannten Kugelgelenken eine ringförmige Kugelschale, die auf die der Schubstange zugekehrte Hälfte des kugelförmigen Kopfes aufgesetzt und mit dem Kolben kraft3chlüssig verbunden ist. Wegen der gegenüber dem Kolben großen Abmessungen der Schubstange und insbesondere wegen der Abmessungen des an ihrem anderen Ende sitzenden Kurbelzapfenlagers ist es hierbei jedoch notwendig, entweder die ringförmige Kugelschale oder die Schubstange zu teilen. Das Zusammensetzen dieser Teile erfordert aber einen hohen Monta geaufwand und eine große Fertigungsgenauigkeit, was zu einer er heblichen Kostensteigerung führt.In the case of ball joints of the type mentioned, it is difficult to transfer the tensile force exerted by the push rod during the suction stroke of the piston to the piston without play. For this purpose, an annular spherical shell is used in known ball joints, which is placed on the half of the spherical head facing the push rod and connected to the piston with a force fit. Because of the large dimensions of the push rod compared to the piston and in particular because of the dimensions of the crank pin bearing seated at its other end, it is necessary here to divide either the annular spherical shell or the push rod. But the assembly of these parts requires a high geaufwand Monta and a great manufacturing precision, resulting in a considerable cost, he gains.
Dieser Nachteil wird bei einer bekannten Ausführungsform (deutsche Patentschrift 758 975) dadurch vermieden, daß die Kugelpfanne an ihrem der Schubstange zugewendeten Rand mit einem manschettenartigen hohlzylindrischen Fortsatz ausgestattet ist, in den ein Federring eingesetzt ist. Der Federring stützt sich auf einer durch eine Ausdrehung entstandenen Stufe im Innern des Fortsatzes ab und wird durch Umbördeln von dessen den Federring überragenden Rand in βeiner lage gehalten. Beim Umbördeln des Randes wird der Federring jedoch häufig eingeklemmt. Hierdurch kann er seine Aufgabe, den kugelförmigen Kopf sicher zu halten, nicht mehr erfüllen. This disadvantage is avoided in a prior art disclosed embodiment (German Patent 758,975) that the ball socket is provided at its the push rod facing edge with a sleeve-like hollow cylindrical extension, in which a spring ring is inserted. The spring ring is supported on a step in the interior of the extension created by a recess and is held in a position by flanging the edge protruding beyond the spring ring. When flanging the edge, however, the spring washer is often pinched. As a result, it can no longer fulfill its task of securely holding the spherical head.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei den bekannten Kugelgelenken auftretenden Nachteile und Mangel zu vermeiden. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der kugelförmige Kopf in der Nähe des Endes der Schubstange von mindestens zwei einander gegenüberliegenden Schenkeln einer Spreizfeder gehalten ist, deren Schenkel im Bereich ihrer Berührungsstelle mit dem kugelförmigen Kopf an dessen Oberfläche angepaßt sind. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Spreizfeder ist das Kugelgelenk nicht nur einfach zu montieren, die Spreizfeder ist auch in der Lage, die von der Schubstange auf den Kolben beim Saughub ausgeübten Kräfte aufzunehmen und ein Abheben des kugelförmigen Kopfes von seiner Lagerfläche in der Kugelpianne zu vermeiden.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages and deficiencies occurring in the known ball joints. this is achieved according to the invention in that the spherical head in the vicinity of the end of the push rod of at least two each other opposite legs of a spreading spring is held, the legs in the area of their point of contact with the spherical Head are adapted to the surface. With the help of the expanding spring according to the invention, the ball joint is not only easy to assemble, the spreading spring is also able to absorb the forces exerted by the push rod on the piston during the suction stroke and to avoid lifting of the spherical head from its bearing surface in the spherical pan.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Spreizfeder mit der Kugelpfanne am Boden des Kolbens befestigt ist.An advantageous development of the subject matter of the invention results from the fact that the expanding spring with the ball socket on Bottom of the piston is attached.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ein Kugelgelenk zur Kraftübertragung zwischen einem Kolben und einer Schubstange dargestellt. Es zeigen:In the drawing, as an embodiment of the subject matter Invention, a ball joint for power transmission between a piston and a push rod shown. Show it:
Pig. 1 einen Längsschnitt eines Kolbens mit einer in seinem Boden sitzenden Kugelpfanne und einer Spreizfeder, nach der Linie I-I in Fig. 2 undPig. 1 is a longitudinal section of a piston with one in its bottom seated ball socket and an expanding spring, according to the line I-I in Fig. 2 and
Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 1, gesehen in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1.FIG. 2 is a view of the arrangement according to FIG. 1, seen in the direction of the arrow II in FIG. 1.
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Ein in der Pig. 1 mit 10 bezeichneter Kolben ist als topfförraiges Ziehteil mit einem Boden 11 und einem Mantel 12 ausgebildet. Am Boden des Kolbens 10 ist in dem vom Mantel 12 umschlossenen Raum eine zylindrische Konsole 13 befestigt, welche mit ihrer Achse in der Achse des Kolbens liegt und an ihrem vom Kolbenboden abgekehrten Ende als Kugelpfanne H ausgebildet ist. Die Konsole 13 ist in ihrem Zentrum mit einer Bohrung 15 ausgestattet, die zur Speicherung von Schmieröl für das Kugelgelenk dient. Die Bohrung 15 ist zur Kugelpfanne 14 hin offen. An ihrem dem Boden 11 des Kolbens 10 zugekehrten Ende wei3t die Konsole 13 einen zapfenartigen Ansatz 16 auf, dessen Achse in der Achse der Konsole liegt. Dieser Ansatz dient zum Befestigen der Konsole und einer Spreizfeder 17 am Boden des Kolbens.One in the pig. 1 with 10 designated piston is as potfförraiges Drawing part formed with a bottom 11 and a jacket 12. At the bottom of the piston 10 is in the space enclosed by the jacket 12 a cylindrical bracket 13 is attached, which lies with its axis in the axis of the piston and facing away from the piston head The end is designed as a ball socket H. The console 13 is equipped in its center with a hole 15 for storage of lubricating oil is used for the ball joint. The bore 15 is open towards the ball socket 14. At their bottom 11 of the piston 10 At the end facing it, the console 13 has a peg-like extension 16, the axis of which lies in the axis of the console. This approach is used to attach the console and an expanding spring 17 on the floor of the piston.
Die Spreizfeder 17 ist U-förmig ausgebildet und hat zwei durch einen Steg 18 verbundene Schenkel 19» die sich vom Boden 11 des Kolbens 10 bis über den Rand seines Mantels 12 erstrecken. Der Steg 18 ist in seiner Mitte mit einer Bohrung versehen, in die der Zapfen 16 an der Konsole 13 eingesteckt und am Boden 11 des Kolbens 10 befestigt ist. Etwa von ihrer Mitte an sind die Schenkel 19 nach innen abgebogen und zu ihrem freien Ende hin mit an die Oberfläche eines kugelförmigen Kopfe3 20 an einer Schubstange 21 angepaßten Flächen versehen. Das sich über den Rand des Mantels 12 am Kolben 10 erstreckende freie Ende jedes der beiden Schenkel 19 ist nach auswärts gekrümmt. Es weist im Querschnitt ein rinnenförmigesThe spreading spring 17 is U-shaped and has two by one Web 18 connected legs 19 »which extend from the bottom 11 of the piston 10 to over the edge of its jacket 12. The bridge 18 is provided in its center with a bore into which the pin 16 is inserted on the console 13 and on the bottom 11 of the piston 10 is attached. Approximately from their middle, the legs 19 are bent inward and towards their free end with the surface a spherical Kopfe3 20 on a push rod 21 adapted Provide surfaces. The free end of each of the two legs 19 extending over the edge of the jacket 12 on the piston 10 is after outward curved. It has a trough-shaped cross section
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Profil auf, dessen Krümmung etwa dem Durchmesser des kugelförmigen Kopfes 20 entspricht.Profile on whose curvature is approximately the diameter of the spherical Head 20 corresponds.
Der kugelförmige Kopf 20 sitzt am Ende der Schubstange 21 und stützt sich mit seiner der Schubstange abgewandten Wölbung gegen die Kugelpfanne 14 ab. Dabei erfassen die beiden Schenkel 19 den kugelförmigen Kopf 20 der Schubstange 21 auf gegenüberliegenden Plächenabschnitten seiner der Schubstange zugewandten Hälfte und pressen diesen aufgrund der den Schenkeln 19 der Spreizfeder 17 innewohnenden Federspannung gegen die Kugelpfan?· ne 14.The spherical head 20 sits at the end of the push rod 21 and is supported with its curvature facing away from the push rod the ball socket 14 from. The two legs 19 capture the spherical head 20 of the push rod 21 on opposite sides Surface sections of its facing the push rod Half and press it against the ball socket due to the spring tension inherent in the legs 19 of the expanding spring 17? ne 14.
Beim Zusammenbau der beschriebenen Einzelteile wird folgendermassen vorgegangen:When assembling the individual parts described, proceed as follows proceeded:
Zunächst wird die Konsole 13 mit ihrem Zapfen 16 in die Bohrung im Steg 18 der Spreizfeder 17 eingesteckt und am Boden 11 des Kolbens 10 befestigt. Das Befestigen der Konsole 13 geschieht in bekannter V/eise etwa durch Y/iderstandsschweißen, Löten oder dergleichen. Die Konsole kann aber auch am Boden 11 des Kolbens 10 angenietet werden. Nach dem Befestigen der Konsole und der Spreizfeder wird die Schubstange 21 mit dem kugelförmigen Kopf 20 voran zwischen die beiden nach außen gekrümmten Enden der Schenkel 19 an der Spreizfeder eingesetzt und gegen die Kugelpfanne 14 gedrückt. Dabei werden die Schenkel 19» wie in der Pig. 1 durch strichpunk tierte Linien dargestellt, so weit auseinandergespreizt, bis ihr engster Abstand dem Durchmesser des kugelförmigen Kopfes 20 ent- First, the bracket 13 with its pin 16 is inserted into the bore in the web 18 of the expanding spring 17 and fastened to the bottom 11 of the piston 10. The bracket 13 is fastened in a known manner, for example by resistance welding, soldering or the like. However, the console can also be riveted to the bottom 11 of the piston 10. After the bracket and the expanding spring have been attached, the push rod 21 is inserted with the spherical head 20 first between the two outwardly curved ends of the legs 19 on the expanding spring and pressed against the ball socket 14. The legs are 19 » as in the Pig. 1 is represented by one-dot chain lines, so far spread apart corresponds to their closest distance to the diameter of the spherical head 20
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spricht. Sobald der kugelförmige Kopf 20 die engste Stelle zwischen den beiden Schenkeln 19 passiert hat, federn diese zusammen und pressen den kugelförmigen Kopf 20 gegen die gekrümmte Fläche der Kugelpfanne 14. Mit ihrem an die Oberfläche des kugelförmigen Kopfes angepaßten Abschnitt liegen die Schenkel 19 dabei an dem kugelförmigen Kopf an. Auf diese Weise wird der kugelförmige Kopf in festem Kontakt mit der Kugelpfanne gehalten. speaks. Once the spherical head 20 is the narrowest point between has passed the two legs 19, these spring together and press the spherical head 20 against the curved one Surface of the ball socket 14. With her to the surface of the spherical The section adapted to the head, the legs 19 are in contact with the spherical head. In this way, the spherical head held in firm contact with the ball socket.
Die Stärke der Spreizfeder ist so bemessen, daß die von ihren Schenkeln auf den kugelförmigen Kopf einwirkende Kraft größer ist, als die beim Zurückziehen der Schubstange auftretenden Zugkräfte.The strength of the expanding spring is such that that of their Thighs acting on the spherical head is greater, than the tensile forces that occur when the push rod is withdrawn.
Abweichend von dem beschriebenen Aus führuijgs bei spiel kann der Kolben auch als ein Drehteil oder Gußteil hergestellt sein. Die Konsole mit der Kugelpfanne kann als Automaten-Drehteil oder auch als Sinterteil hergestellt werden.Notwithstanding the embodiment described, the Pistons can also be manufactured as a turned part or a cast part. The console with the ball socket can be used as a machine-turned part or can also be produced as a sintered part.
- 7 -209811/0913- 7 -209811/0913
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