DE2307641A1

DE2307641A1 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE2307641A1
Application number: DE19732307641
Authority: DE
Inventors: Paul Bosch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-02-16
Filing date: 1973-02-16
Publication date: 1974-08-22
Also published as: IT1006303B; FR2229286A5

Description

R. ^ 332

23.1.1973 Se/Gü

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, STUTTGART Kugelgelenk

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, bei dem zwei Teile miteinander verbunden sind, derart, daß an einem der beiden Teile eine konvexe Lagerfläche in Form eines Kugelkopfes, am anderen eine konkave Lagerfläche in Form einer Kugelschale ausgebildet ist, die den Kugelkopf aufnimmt und mit einem Winkel umschließt, der größer als 180° ist.

Es ist eine Verbindung zwischen einer Kolbenstange und einem Gleitschuh bekannt, bei der die Kolbenstange mit einem Kugelkopf in eine in einer Bohrung im Kolben ausgebildeten Kugelschale eingelegt wird und der Kolben durch Walzen so eingeschnürt wird, daß sich die Wandung der Bohrung am Kugelkopf ' anlegt. Die Wandung nimmt dabei in diesem Bereich etwa Kugelschalenform an, wodurch der Kugelkopf über einen Winkel von mehr als 180° umschlossen wird. Kolben und Kolbenstange sind damit unlösbar verbunden.

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Diese Verbindung hat den Nachteil, daß es schwierig ist, den Walzvorgang so zu steuern, daß das Spiel zwischen Kolben und Gleitschuh klein wird. Die durch Walzen entstandene Kugelschalenfläche liegt am Kolben schlecht an, so daß bei Verschleiß das Spiel der Verbindung schnell zunimmt und damit auch das Betriebsgeräusch groß wird. Rieht zuletzt ist eine Walzeinrichtung teuer, und das Härten des Kolbens nach dem Einwalzen der Kolbenstange bereitet Schwierigkeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugelgelenk zu schaffen, das leicht montierbar, geräuscharm und dabei betriebssicher ist.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß an dem Kugelkopf eine Zylinderfläche ausgebildet ist, deren Längsachse mit der Achse desjenigen Teiles, an dem der Kugelkopf ausgebildet ist, einen Winkel einschließt', der wesentlich größer als der maximale Schwenkwinkel zwischen den beiden Teilen im Betrieb ist, und daß der Durchmesser dieser Zylinderfläche gleich oder kleiner als der Durchmesser der Kreisfläche ist, die die Öffnung der Kugelschale bildet.

Der Zusammenbau des Kugelgelenks wird dadurch außerordentlich vereinfacht; er besteht nur noch in einem Zusammenstecken der beiden Teile, überdies können die beiden Teile ebenso einfach wieder auseinandergenommen werden. Die Verbindung ist im Rahmen der erforderlichen Fertigungstoleranzen spielfrei und damit sehr geräuscharm. Ein selbsttätiges Lösen der beiden Teile ist unmöglich, das Gelenk ist also auch sehr betriebssicher.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kugelgelenk an einem Kolben-Gleitschuh-Element für hydrostatische Kolbenmaschinen ausgebildet ist.

Da eine solche Maschine sieben und mehr dieser Elemente enthält, die wegen ihrer kleinen Abmessungen schwierig zu hand-

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haben sind, wirkt sich der einfache Aufbau des Kugelgelenks besonders vorteilhaft aus.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der anschließenden Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprächen.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Fig. 1 ein Kugelgelenk in der Anwendung bei einem Kolben-Gleitschuh-Element für eine Radialkolbenmaschine im Schnitt,

Fig. 2 einen Gleitschuh für ein Kolben-Gleitschuh-Element nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.

Das Kolben-Gleitschuh-Element nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1,*der mit einer Gleitsohle 2 auf einer Gleitfläche 5 eines Führungsgliedes 4 aufliegt und beim Betrieb der Maschine auf dieser gleitet. Am Gleitschuh 1 ist ein Schaft 5 ausgebildet, der in einem Kugelkopf 6 endet. In einem Kolben 7» der in einer in einem Zylinderkörper 9 angeordneten Zylinderbohrung 8 dicht gleitend geführt ist, ist eine Stufenbohrung 10 ausgebildet, die den Gleitschuhschaft 5 aufnimmt. Die Stufenbohrung 10 weist an dem aus dem Zylinderkörper 9 herausragenden Ende des Kolbens 7 ein Konus 11 auf, der in eine Kugelschale 12 übergeht. Die Kugelschale 12 bildet eine Lagerstelle für den Kugelkopf 6 und umhüllt diesen um mehr als 180°. Ein Längenabschnitt der Stufenbohrung 10 an dem sich in der Zylinderbohrung 8 befindenden Ende des Kolbens ist als Drosselstelle 13 ausgebildet, über die Druckmittel der Lagerstelle zufließt und diese schmiert.

Am Kugelkopf 6 ist ein Kreiszylinder 14 ausgebildet, dessen Mantelfläche mit der Achse des Schaftes 5 einen Winkel α einschließt. Der Durchmesser des Kreiszylinders 14 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser D der Öffnung der Kugelschale 12 am Übergang zum Konus 11. Der halbe Kegelwinkel β

* besitzt einen Gleitschuh 1,

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des Konus 11 ist geringfügig größer als der Winkel α, den die Mantelfläche des Kreiszylinders 14 mit der Achse des Schaftes 5 einschließt, wenn der Schaft 5 zylindrisch ist. Der Winkel β kann kleiner sein, wenn der Schaft 5 selbst konisch ausgebildet ist. Der Winkel α ist um ein Mehrfaches größer als der Winkel, um den der Gleitschuh 1 gegenüber dem Kolben beim Betrieb der Maschine, ausgehend von der gezeigten Symmetrielage, geschwenkt wird.

Beim Zusammenbau von Kolben und Gleitschuh wird der letztere gegenüber dem Kolben um den Winkel α geschwenkt, so daß die Achse des Kreiszylinders 14 mit der Kolbenachse zusammenfällt. Danach läßt sich der Kugelkopf in die Kugelschale einführen, da der Durchmesser des Kreiszylinders 14 etwa kleiner als der Durchmesser D der Kugelschalenöffnung ist. Nach dem Zusammenfügen der beiden wird der Gleitschuh zurückgeschwenkt, so daß seine Achse mit der Kolbenachse zusammenfällt, worauf Kolben und Gleitschuh miteinander verbunden sind. Das Trennen der beiden Teile geschieht sinngemäß in gleicher Weise. Kolben und Gleitschiih sind miteinander verbunden, so lange der Winkel, um den sie gegeneinander verschwenkt werden, kleiner als der Winkel α ist.

Der über einen Winkel von 180° hinausgehende Teil der Kugelschalenfläche nimmt die vom Gleitschuh auf den Kolben ausgeübten Zugkräfte auf, wobei diese Fläche noch geringfügig an der Stelle A vermindert ist, wo die Fläche des Kreiszylinders 14 nicht an der Kugelschalenfläche 12 anliegt. Die Druckkräfte übertragende Fläche des Kugelkopfes 6 ist an der Stelle B aus demselben Grunde geringfügig vermindert. Die Größe der übertragbaren Zug- und Druckkräfte wird dadurch nur wenig verkleinert. Nachteile entstehen dadurch nicht.

Um einen Umschlingungswinkel der Kugelschale 12 von über 180° zu erhalten, wird diese entweder nur spanend gefertigt oder durch einen Walzvorgang eingezogen und spanend fertig bearbeitet,

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In Abwandlung des Gleitschuhs des Kolben-Gleitschuh-Elements nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist bei dem Gleitschuh 15 nach der Fig. 2 an einem Kugelkopf 16 eine Ringnut 17 ausgebildet, deren Achse mit der Gleitschuh-Achse den Winkel α einschließt. Der Durchmesser der Ringnut 17 ist so gewählt, daß die Kanten 18, 19 am Übergang der Ringnut 17 zur Kugelfläche des Kugelkopfes auf einem Zylinder mit dem Durchmesser C liegen, der geringfügig kleiner als der Durchmesser D der zugehörigen Kugelschalenöffnung ist.

Die Eigenschaften des Gleitschuhs bei der Montage und im Betrieb entsprechen denen des vorhergehenden Ausführungsbeispiels.

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Claims

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Ansprüche

Kugelgelenk, bei dem zwei Teile miteinander verbunden sind, derart, daß an einem der beiden Teile eine konvexe Lagerfläche in Form eines Kugelkopfes, am anderen eine konkave Lagerfläche in Form einer Kugelschale ausgebildet ist, die den Kugelkopf aufnimmt und mit einem Winkel umschließt, der größer als 180° ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kugelkopf (6) eine Zylinderfläche (14) ausgebildet ist, deren Längsachse mit der Achse desjenigen Teiles (ß), an dem der Kugelkopf (6) ausgebildet ist, einen Winkel (α) einschließt, der wesentlich größer als der maximale Schwenkwinkel zwischen den beiden Teilen (7» 1) im Betrieb ist, und daß der Durchmesser dieser Zylinderfläche (14) gleich oder kleiner als der Durchmesser (D) der Kreisfläche ist, die die Öffnung der Kugelschale (12) bildet.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelschale (12) in einen Konus (11) übergeht, dessen Kegelwinkel etwa doppelt so groß ist wie der Winkel (α) zwischen der Zylinderfläche (14) am Kugelkopf (6) und der Achse desjenigen Teiles (5) ist, an dem dieser Kugelkopf (6) ausgebildet ist.

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3. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kugelkopf (16) eine Ringnut (17) ausgebildet ist, deren Achse mit der Längsachse desjenigen Teiles (15)» an dem der Kugelkopf (16) ausgebildet ist, einen Winkel (α) einschließt, der wesentlich größer als der maximale Schwenkwinkel zwischen den beiden Teilen im Betrieb ist, und daß die Ringnut (17) eine eine Zylinderfläche bildende Abflachung am Kugelkopf (16) bewirkt.
4. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß es an einem Kolben-Gleitschuh-Element für hydrostatische Kolbenmaschinen ausgebildet ist.
5. Kugelgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkopf (6) am Gleitschuh (1) und die Kugelschale (12) am Kolben (7) ausgebildet ist. Γ

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