DE2102270C3

DE2102270C3 - Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2102270C3
Application number: DE2102270A
Authority: DE
Inventors: Paul 2844 Lemfoerde Westphal
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1971-01-19
Filing date: 1971-01-19
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE2102270A1; DE2102270B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk, insbesondere für das Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, dessen Gelenkbolzen in einer zentralen Bohrung eines als Kugelabschnitt ausgebildeten, den Kopf des Gelenkbolzens ergänzenden Füllkörpers axial verschiebbar geführt ist und in dieser Richtung unter Federdruck steht.

Ein solches Gelenk ist aus der deutschen Patentschrift 970 875 bekannt. Der Gelenkbolzen ist hierbei jedoch nur in engen Grenzen ixial beweglich, und zwar in der durch einen schmalen, zwischen einem verschlußseitigen Widerlager und der Kopffläche des Bolzens belassenen Spalt. Eine Verschiebung des Bolzens darüber hinaus im Sinne einer gewollten Längenveränderung zwecks selbsttätiger Änderung der Radspur ist nicht möglich und war auch nicht beabsichtigt Weiter ist bei diesem Gelenk zwischen dem als Widerlager dienenden Verschlußdeckel und dem Füllkörper eine Zusätzliche Druckfeder vorgesehen, um dem hier halbkugelig ausgebildeten Füllkörper einen festen Sitz zu verleihe»¹).

Ein ähnliches Gelenk zeigt die USA.-Patentschrift 2614873 Auch hierbei ist eine axiale Verstellung des Gelenkboteens zum Zwecke einer Längenveränderung arischen den durch das Gelenk verbundenen Gestänseteilen bei bestimmten Fabrsituauonen nicht vorgese-Sa Auch hier dienen die getroffenen Maßnanmen, insbesondere die Einschaltung einer zusätzlichen Feder, ledielich dazu, um die zusammenwirkenden Lagcrfiächen der verschiedenen Gelenkteile in Anlage zu halten und um den üblichen Verschieß selbsttätig aufzu- ^SSngegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ohne wesenüiche Umgestaltung der üb ichen Lenkvomchtungen das Fahrverhalten von Kraftfahrzeugen zu verbessern, indem den Lenkrädern be. Kurvenfahrt in be-

stimmten Fahrsituationen, beispielsweise be, Verzögerung der Fahrgeschwindigkeit die Möglichkeit zur selbsttätigen Änderung des Spurverlaufs der Rader ge-

^SeZui Lösung dieser Aufgabe ist der den Kopf des Ge-

lenkbolzens umgebende Füllkörper nahezu zur Kugelform ergänzt und ist weiter der gegenüber dem Bolzenschaft zylindrisch verdickte Bolzenkopf in einer ebenfalls zviindrischen Ausnehmung des Füllkörpers Iängenveränderlich und federbelastet geführt sowie

κ der sich an die zylindrische Führungsbahn anschheßen-

de untere Abschnitt des Füllkörpers kegelstumpfförm.g

eingezogen, vrabei der Bolzenkopf der innenkontur des

Füllkörpers in diesem Bereich angepaßt ist.

Durch die Erfindung wird ein Gelenk geschaffen, das

,ο einerseits als übliches Verbindungsgelenk zwischen dem Lenkgetriebe und der jeweiligen Spurstange die Lenkkräfte aul die geienkicn und gegebenenfalls auch angetrieben Räder exakt überträgt das aber an dererseits auch eine begrenzte axiale Verstellung der

« Spurstangen zur selbsttätigen Korrektur des Lenkernschlags der Räder bei Kurvenfahrt und gleichzeitig verminderter Fahrgeschwindigkeit erlaubt. Durch die in das Gelenk selbst verlegte, unter Federwirkung stehende Verstellung der Gelenkteile gegeneinander wird die

Zwischenschaltung gesonderter und meist baulich aufwendiger Organe zur Erzielung einer Längenveränderlichkeit zwischen den Spurstangen und den Lenkrädern überflüssig. Dabei hat es sich weiter als vorteilhaft erwiesen, daß bei auftretenden Seitenkräften und der

hieraus folgenden Axialverschiebung des, Gelenkbolzens die für den Ausschlagwinkel des Gelenkzapfens bestimmende ursprüngliche Lage des kugeligen Zapfenkopfes im Gelenkgehäuse erhalten bleibt d. h., der Schwenkpunkt des Kugelkörpers wird nicht verändert.

Das erfindungsgemäße Gelenk ist zudem verhältnismäßig einfach im Aufbau und hält sich räumlich in den üblichen Grenzen. Es wird somit in raumsparender Weise eine exakte Lagerung und Führung für den verschiebbaren Gelenkbolzen erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kopf des Gelenkbolzens gegenüber der zylindrischen Ausnehmung des Füllkörpers verkürzt, wodurch der zur Längenveränderung erforderliche Verstellweg für den Gelenkbolzen erzielt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist auch der Kopf des Gelenkbolzens eine zylindrische Ausnehmung auf, in der eine Druckfeder angeordnet ist. Auf diese Weise läßt sich das einzige Federelement besonders raumgünstig unterbringen. Um den Zusammenbau des Gelenks zu ermöglichen, ist der Füllkörper am oberen Ende seiner zylindrischen Ausnehmung quer geteilt Der teilkugelige Endabschnitt dient dabei gleichzeitig zur Abstützung des

einen Federendes und als Begrenzungsanschlag für den einfedernden Gelenkbolzen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist auch in dem den Füllkörper ergänzenden Endabschnitt eine Ausnehmung vorgesehen, in der sich das Federelement zentriert Dadurch wird eiu τ sichere Führung für die Feder erzielt und zugleich der Raum für die Unterbringung der Feder sowie deren Bemessung vergrößert

in vorteilhafter Weise ist ferner zwecks Geräuschisolierung zwischen dem Bolzenkopf und dem unteren kegelförmigen Abschnitt des Füllkörpers eine elastische Einlage vorgesehen.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel teilweise im Längsschnitt in Verbindung mit einer Zahnstangenlenkvorrichtung dargestellt

In dem Lenkgetriebegehäuse 1 ist ein mit der Lenkstange 2 kämmendes Lenkritzel 3 in üblicher Weise gelagert Am Ende der Zahnstange is' das Gehäuse 4 eines Kugelgelenks befestigt, in dem ein durch einen Füllkörper 5 zur Vollkugel ergänzter Gelenkbolzen 7 unter Zwischenschaltung einer Lagerschale 6 allseitig beweglich gelagert ist Der Gelenkbolzen 7 ist dabei mit seinem freien Ende an die Spurstange 8 angeschlossen. Im Füllkörper 5 ist eine zylindrische Ausnehmung 9 vorgesehen, in der der Kopf T des Bolzens 7 längenveränderlich geführt ist und unter Federwirkung steht Um die Verbindung zwischen dem Füllkörper 5 und dem Bolzen 7 sicherzustellen, weist die Durchtrittsöffnung 10 für den Bolzenschaft einen gegenüber der zylindrischen Ausnehmung 9 kleineren Durchmesser auf. wobei der in den Füllkörper eingreifende Bolzenkopf T entsprechend der Ausnehmung im Füllkörper zylindrisch verbreitert ist Der Wandungsabschnitt des Füllkörpers verläuft kegelstumpfförmig von der Ausnehmung 9 zur kleineren Durchtrittsöffnung 10, die den Bolzenschaft dicht umschließt Die so geschaffene schräge Ringfläche 11 dient zur Halterung und Lagerung für den an diese Innenkontjr angepaßten Bolzenkopf T. An der dem Bolzenkopf T abgewandten Seite ist der die Ausnehmung 9 enthaltende Teil des Füllkörpers 5 durch einen kappenförmigen Teil 5' zur Vollkugel ergänzt Durch diesen Kugelabschnitt wird die Ausnehmung 9 abgedeckt und der erforderliche Verstellweg a des gegenüber der Ausnehmung 9 verkürzten Bolzenkopfes T begrenzt Der Bolzenkopf enthält ebenfalls eine zylindrische Ausnehmung 12, in der eine Schraubendruckfeder 13 angeordnet ist, die einerseits gegen den Boden der sackförmigen Ausnehmung und andererseits gegen den Kugelabschnitt 5' abgestützt ist Im Kugelabschnitt 5' ist eine zentrale Ausnehmung 14 vorgesehen, in die das eine Federende lagesicher eingreift. Die Gelenkverbindung ist in üblicher Weise durch eine Faltmanschette 15 abgedichtet. Weiter ist im Bereich der Durchtrittsöffnung 10 zwischen der Ringfläche 11 und der Lagerfläche des Bolzenkopfes T eine ringförmige Einlage 16 aus elastischem Werkstoff angeordnet, wodurch mögliche Geräusche beim Ausfedern des Gelenkbolzens isoliert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kugelgelenk, dessen Gelenkbolzen in einer zentralen Bohrung eines als Kugelabschnitt ausgebildeten, den Kopf des Gelenkbolzens ergänzenden Füllkörpers axial verschieblich geführt ist und in dieser Richtung unter Federdruck steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (5) nahezu zur Kugefform ergänzt ist, daß der gegenüber dem Bolzenschaft (7) zylindrisch verdickte Bolzenkopf (7') in einer ebenfalls zylindrischen Ausnehmung (9) des Füllkörpers Iängenveränderlich und federbelastet geführt ist, und daß der sich an die zylindrische Führungsbahn anschließende untere Abschnitt des Füllkörpers kegelstumpfförmig eingezogen ist wobei der Bolzenkopf der innenkoKtur des Füllkörpers in diesem Bereich angepaßt ist

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Kopf (T) des Gelenkbolzens (7) gegenüber der zylindrischen Ausnehmung (9) des Füllkörpers (5) um den zur angestrebten Längenveränderung erforderlichen Federweg verkürzt ist.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenkopf (7') eine zylindrische Ausnehmung (12) aufweist in der eine Druckfeder (13) angeordnet ist.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Füllkörper am oberen Ende der zylindrischen Ausnehmung (9) quergeteilt ist.

5. Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der den Füllkörper ergänzende Endabschnitt (5') des Füllkörpers (5) eine Ausnehmung (14) aufweist in die die Druckfeder (13) eingreift.

6. Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bolzenkopf (7') und dem unteren kegelstumpfförmigen Abschnitt des Füllkörpers (5) eine elastische Einlage (16) vorgesehen ist.