DE2321158A1

DE2321158A1 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE2321158A1
Application number: DE2321158A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Uchida
Original assignee: Ishikawa Tekko KK
Current assignee: Ishikawa Tekko KK
Priority date: 1972-04-28
Filing date: 1973-04-26
Publication date: 1973-10-31
Also published as: DE7315899U; US3847490A; JPS5520090B2; JPS493034A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk, wie es in Gelenkverbindungen in der Aufhängung oder im Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen Verwendung findet, und betrifft insbesondere ein Kugelgelenk mit verbesserter Widerstandsfähigkeit gegen erhöhte Temperaturen.

Die Lager für Kugelgelenke der genannten Art sind üblicherweise aus einem Elastomer, etwa Polyurethan od. dergl. gefertigt. Solche Lager bieten don Vorteil, daß sie

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wartungsfrei sind, d.h. daß sie keiner zusätzlichen Schmierung "bedürfen und dabei eine lange Betriebslebensdauer haben, sowie den, daß sie Schwingungen und Stöße ' weitgehend aufzunehmen vermögen. '■.--■■

Dem Polyurethan-Elastomer od. dergl. haften jedoch ge₌wisse Fachteile an. Solange sie in einem niedrigeren oder gemäßigten Temperaturbereich verwendet werden, treten keine Schwierigkeiten auf. Bei der Verwendung in Umgebungen mit höheren Temperaturen zeigt sich jedoch eine beträchtliche Verringerung ihrer Festigkeit und Widerstandsfähigkeit, insbesondere in Gegenwart von Schmierstoffen bzw. Fetten herkömmlicher Art. Dies kommt daher, daß die physikalischen Eigenschaften von Polyurethan und anderen Elastomeren unter Einwirkung bestimmter Bestandteile von Schmierfetten bei erhöhten Temperaturen starke Änderungen erfahren. .

Die Zufuhr von Schmierfetten zu den !Lagern ist dazu bestimmt, die Gleitflächen derselben zu schmieren,.so daß sich die Kugel des Kugelgelenks glatt und leicht darin verdrehen und schwenken läßt. Schmierfette sind jedoch keine reinen, einheitlichen Stoffe, sondern Gemische aus Mineralölen, Metallseifen, Konsistenzstabilisatoren, korrosions- und oxydationshemmenden Mitteln und anderen Additiven. Bei der Herstellung werden die Schmierfette durch Kneten homogenisiert, bei erhöhten Temperaturen neigen die Bestandteile jedoch dazu, sich voneinander zu trennen, woraus sich eine Verschlechterung der Eigenschaften des Fetts ergibt. Dadurch wird die Schmierwirkung des Fetts_: bei erhöhten Temperaturen unzureichend, weshalb die bekannten Kugelgelenke unter solchen Bedingungen nicht über längere Zeitspannen ohne Ergänzung des Schmierstoffs verwendet werden können.

Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, ein Kugelgelenk ohne die angeführten Mängel bekannter Ausführungen zu schaffen.

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Gemäß der Erfindung ist ein Kugelgelenk der genannten Art gekennzeichnet durch ein Gehäuse, durch einen Bolzen mit einer in dem Gehäuse gehaltenen Kugel an einem Ende, durch eine Lageranordnung im Gehäuse zum beweglichen Halten der am Ende des Bolzens gebildeten Kugel und durch eine in dem Gehäuse eingeschlossene Killung aus mit einem chemisch inerten Material zur Verfestigung der Konsistenz versetztem Silikonöl als Schmiermittel.

Die Verwendung von Silikonöl als Schmierstoff verleiht dem Kugelgelenk eine befriedigende Funktionsfähigkeit unabhängig von wechselnden Temperaturen sowie eine längere Lebensdauer im Einsatz bei sehr hohen Temperaturen. Zur Verfestigung der Konsistenz wird dem Silikonöl Silikagel oder ein anderer chemisch inerter Stoff zugesetzt, welcher ebenso wie das Silikonöl das Polyurethan od. dergl. Elastomer, aus welchem die Lagerteile des Kugelgelenks gebildet sind, nicht angreift.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine Längssclinittansxcht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks zeigt.

Die Zeichnung zeigt einen Schraubzapfen 1 mit einem damit einstückigen zylindrischen Gehäuse 2 an einem Ende. Das Gehäuse 2 hat am unteren Ende einen radial einwärts stehenden Rand 3, welcher eine Öffnung 4 mit dem Mittelpunkt in der senkrechten Acthse des Gehäuses 2 begrenzt. Am oberen Ende des Gehäuses 2 ist in der inneren Umfangsflache eine radial"auswärts verlaufende Stufe 5 als Sitz für einen Deckel gebildet.

Ein an einem Ende ein Außengewinde 7 tragender Bolzen weint vom Gewinde 7 aus zur Mitte hin zunehmend.en Durchmesser auf. Von einei- Stelle 8 größton 'Durchmessers .

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nimmt dieser bis zu einer am anderen Ende des Bolzens 6 angeformten Kugel 9 wieder ab. ■

Die Kugel 9 sitzt mit ihrem öderen und ihrem unteren Teil in Lagerschalen 11, 12, "welche derart in das Gehäuse 2 eingesetzt sind, daß zwischen ihnen ein durch die Wandung des Gehäuses und das Mittelteil der Kugel 9 begrenzter Zwischenraum bleibt. Die Lagerschalen 11 und 12 sind aus einem Polyurethan-Elastomer mit vernetzter Struktur oder aus einem Polyurethan-Elastomer enthaltenden Werkstoff geformt. Die untere Lagerschale 11 befindet sich mit ihren Außenflächen in satter Anlage an der inneren Wandfläche des Gehäuses 2 und an der Innenseite des Randes 3 und hat eine die Fläche der Kugel 9 satt umschließende, gewölbte Innenfläche. Die obere Lagerschale 12 ist mit ihrer äußeren Umfangsflache in satter Anlage an der inneren Wandfläche des Gehäuses 2' und hat eine'der Oberfläche der Kugel 9 satt angepaßte gewölbte Innenfläche. In den Innenflächen der Lagerschalen 11 und 12 gebildete Ölnuten 13 bzw. 14 verlaufen senkrecht jeweils zwischen deren oberen und, unteren Stirnflächen.

Eine auf-die obere Lagerschale 12 aufgesetzte Federscheibe 18 hat in ihrem Mittelteil eine parallel zur Oberseite der Kugel 9 emporgewölbte und von einer mittigen Öffnung 17 durchsetzte Kappe 16, zwischen welcher und der Oberseite der Kugel 9 ein Zwischenraum 15 freigelassen ist. Ein Deckel 20 ist mit seinem Hand auf die Stufe 5 des Gehäuses aufgesetzt und fest mit diesem verbördelt. Zwischen der Unterseite des Deckels und der Oberseite der Federscheibe 18 ist eine'Schraubenfeder 19 eingesetzt.

Die von dem Bolzen 6 durchsetzte Öffnung 4 am unteren Ende des Gehäuses 2 ist mit einem kappenförmigen Staubschutz 23 aus Gummi oder einem-anderen flexiblen Werkstoff verschlossen. Der Staubschutz ist mit einem seiner Ränder in eine Nut 21 in der äußeren Umfangsflache des Gehäuses 2 eingelegt und mittels eines Ringes 22 darin

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gesichert, während der andere Rand die dickste Stelle 8 des Bolzens 6 fest umschließt.

Die Zwischenräume 10 und 15 im Gehäuse 2, der Deckel 20 und der Staubschutz 23 v/erden beim Zusammenbau des Kugelgelenks mit einer Füllung aus Silikonöl, welches zur Verfestigung seiner Konsistenz mit Silikagel oder einem anderen chemisch inerten Stoff versetzt ist', versehen.

Mit Silikagel oder einem anderen anorganischen Füllstoff versetztes Silikonöl hat im wesentlichen die gleiche Konsistenz und Viskosität wie ein Schmierfett. Derartige Schmierstoffe werden in Japan von der Firma Toray Silicone Co, unter den Handelsbezeichnungen SIL. Silicone Compound, DCt- Silicone Compound und SH^₇ Silicone Compound vertrieben. Diese Stoffe haben hervorragende Schmierfähigkeit und zeigen bei Temperaturänderungen keine Änderungen der Viskosität. Sie sind für die Verwendung in einem weiten Temperaturbereich von -40 bis 200 C geeignet und verursachen auch in Gegenwart von Schmierstoffen herkömmlicher Art bei erhöhten Temperaturen keiner Verschlechte— rung der physikalischen Eigenschaften von hochmolekularen Verbindungen mit Esterbindung wie etwa Polyurethan, Polyester od. dergl..

Gemäß der Erfindung findet also durch Zusatz von Silikagel oder einem anderen anorganischen Füllstoff zu einer fettartigen Konsistenz verfestigtes Silikonöl als Schmierstoff für die Lagerflächen des Kugelgelenks Verwendung. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß der Schmierstoff ohne zu Lecken an den Lagerflächen gehalten wird, über einen langen Zeitraum schmierfähig bleibt und (daß das Verschmutzen des Kugelgelenks durch austretendes Öl vermied'en ist. Die Kugel des Kugelgelenks ist unabhängig von Tercperaturänderraigen jederzeit leicht und glatt beweglich, so daß dos Kugelgelenk also immer funktionsfähig bleibt.

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Die Verwendung von mit Silikagel oder einem anderen anorganischen Füllstoff versetztem Silikonöl vermindert eine Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften der aus einem Elastomer wie etwa Polyurethan od. dergl. oder aus einem Polyurethan-Elastomer od. dergl. enthaltenden Werkstoff gefertigten Lagerschalen und-des schutzes beim Einsatz des Kugelgelenks in einem erhöhten Temperaturbereich. Dadurch ist einer Verringerung der Festigkeit der Lagerschalen und des Staubschutzes vorgebeugt und die Haltbarkeit diesel¹ Teile bei erhöhten Temperaturen verlängert.

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Claims

Patentansprüche:

Λ A Kugelgelenk, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (2), durch einen Bolzen (.6) mit einer in dem Gehäuse gehaltenen Kugel (9) an einem linde, durch eine Lageranordnung (11, 12) im Gehäuse zum beweglichen Halten der am Ende des Bolzens gebildeten Kugel und durch eine in dem Gehäuse eingeschlossene Füllung (24) aus mit einem chemisch inerten Material zur Verfestigung der Konsistenz versetztem Silikonöl als Schmiermittel.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageranordnung (11, 12) aus einer hochmolekularen Verbindung mit Esterbindung gefertigt ist.

3, Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageranordnung (11, 12) aus Polyurethan-Elastomer gefertigt ist.

4-. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Lageranordnung (11, 12)"aus einem Polyurethan-Elastomer enthaltenden Werkstoff gefertigt ist.

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