DE2402506B2 - Kugelgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem Kugelbolzen, der mit einer gleichachsig sich anschließenden Strebe verbunden ist, einer Lagerung aus Kunststoff für die Kugel, einem die Lagerung umgebenden Kugel-Gehäuse, das sich unter Zwischenschaltung von vorgespannten Gummifederelementen an einem äußeren, allseitigen Abstand vom Kugelgehäuse aufweisenden Gehäuse abstützt und mit einer die Lagerung abdichtenden Manschette, insbesondere für eine mit einer Bremsabstützung versehene Vorderachse eines Kraftwagens.

Ein derartiges Kugelgelenk ist durch die DE-PS 12 76 463 und die US-PS 35 49 167 bekannt und weist den Vorteil auf, daß durch die Trennung von Schwenkbewegung und Federbewegung sowohl eine insbesondere leichtgängige und rückstellmomentfreie Schwenkbewegung als auch eine gute Stoßdämpfung erreicht wird. Da auch reibungsbehaftete Bewegungen zwischen der Gummioberfläche und den mit ihnen in Berührung stehenden Teilen ausgeschlossen sind, ist dieses Kugelgelenk in der Regel ausreichend geräuscharm.

Schwierigkeiten bereitet bei einem derartigen Gelenk die Abstimmung der Federelemente zum Erreichen einer bestimmten Federkennlinie, insbesondere wenn sich diese in Abhängigkeit von der Belastungsgeschwindigkeit möglichst wenig verändern soll und große axiale Kräfte in zumindest einer Richtung auftreten.

Bei dem Kugelgelenk nach der US-PS 35 49 167 ist zwar bereits durch einen Gummipuffer, der den freien Federweg des koaxial das Kugelgehäuse umgebenden Gummifederelementes begrenzt, Vorsorge getroffen, große, in axialer Richtung wirkende Kräfte aufzunehmen, jedoch tritt wegen der äußerst geringen Federwirkung des Puffers bei dessen Ansprechen eine unerwünschte Geräuschentwicklung auf, die sich direkt auf das Fahrzeug überträgt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Kugelgelenk

der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß bei einer geringeren Eigendämpfung eine vorbestimmte

Ί stark progressive Kennlinie, die bei dynamischer und statischer bzw. quasistatischer Belastung möglichst wenig Differenz aufweist, erreicht wird, ohne daß hierdurch im Fahrbetrieb Geräusche auftreten.

Deshalb wird ein Kugelgelenk vorgeschlagen mit

ίο einem Kugelbolzen, der mit einer gleichachsig sich anschließenden Strebe verbunden ist, einer Lagerung aus Kunststoff für die Kugel, einem die Lagerung umgebenden Kugelgehäuse, das sich unter Zwischenschaltung von vorgespannten Gummifederelementen

ι ^r> an einem äußeren, allseitigen Abstand vom Kugelgehäuse aufweisenden Gehäuse abstützt und mit einer die Lagerung abdichtenden Manschette, insbesondere für eine mit einer Bremsabstützung versehene Vorderachse eines Kraftwagens, wobei erfindungsgemäß zwei sich voneinander unterscheidende Arten von Gummifederelementen im Sinne einer Hintereinanderschaltung vorgesehen sind, von denen die eine Art, sich am Boden des Gehäuses abstützend, in erster Linie Druckbeanspruchungen und die andere, radial angeordnete Art

-"■> sowohl Zug- als auch Druckbeanspruchungen aufnehmen kann.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das radial angeordnete Gummifederelement als Schubgummilager ausgebildet, das über einen

Jo mit dem Kugelgehäuse zusammenwirkenden Federteller mit dem anderen Gummifederelement in Wirkverbindung steht.

Somit ist es möglich, große radiale und kleine axiale Kräfte durch das Schubgummilager aufzunehmen,

α während große axiale, in Druckrichtung weisende Kräfte geräuschfrei über den Federteller auf das nachgeschaltete Gummifederelement übertragen werden.

Der Gegenstand der Erfindung soll nachfolgend ο anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 das linke Vorderrad und Teile einer mit einer Bremsabstützung versehenen Vorderachse und

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks teilweise geschnitten.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Vorderradaufhängung, die als unabhängige Radaufhängung ausgebildet ist, steht ein Radträger 1 mit einem oberen Führungslenker

so 2 und einem unteren Führungslenker 3 in Verbindung. Beide Führungslenker 2 und 3 sind dreieckförmig ausgestaltet, wobei der obere Führungslenker 2 über Anlenkpunkte 4, 5 in nicht dargestellter Weise mit der Fahrzeugkarosserie und der untere Führungslenker 3, der einen Arm 6 und eine Strebe 7 aufweist, über ein elastisches Lager 8 an der Karosserie und über ein Kugelgelenk 9 mit einem etwa in Fahrzeugquerrichtung sich erstreckenden Joch 10 verbunden ist, das seinerseits wiederum elastisch mit der Karosserie in Verbindung

ω steht.

Eine mögliche Ausbildung des in F i g. 1 mit Pos. 9 bezeichneten Kugelgelenkes ist in Fig.2 näher dargestellt. Ein mit einer Kugel U versehener Kugelbolzen 12 ist mit der gleichachsig sich anschlie-

ii5 ßenden Strebe 7 verbunden, deren wirksame Länge dadurch verändert werden kann, daß der Kugelbolzen 12 mehr oder weniger weit eingeschraubt wird. Die Kugel 11 ist von einer Lagerung 13 aus Kunststoff

umgeben, die ihrerseits von einem Kugel-Gehäuse 14 aufgenommen wird. Eine Manschette 15 verhindert ein Austreten des einmalig eingefüllten Schmierstoffes. Das Kugel-Gehäuse 14 besitzt Anschlagflächet. 16, wobei eine dieser Flächen sich unter Zwischenschaltung eines Federteilers 24 am zugeordneten Gummifederelement 17 abstützt, das im Sinner einer Hintereinanderschaltung auf ein anderes, als Schubgummilager ausgebildetes Gummifederelement 17 einwirkt Durch das Zusammenwirken der besonders gestalteten Gummifederelemente 17 werden kleine Kraftschwankungen durch Schubverformung ohne Verdrängung von Gummivolumen aufgenommen, was zu einer gesteigerten Geräuschdämpfung führt. Um Vorspur- und Nachlaufänderungen selbst bei Einleitung großer Kräfte in engen Grenzen zu halten, sind nur kleine Federwege der Gummifederelemente 17 zulässig. Diese besitzen daher eine stark progressive Kennlinie. Bei Druckbeanspruchungen der Strebe 7 wird das dem Boden dos äußeren Gehäuses 18 zugekehrte Gummifederelement 17 durch den besonders geformten Federteller 24 und den Boden des Gehäuses 18 kontinuierlich zur Anlage gebracht, bis durch die Blockwirkung eine Begrenzung des Federweges eintritt Bei einer Bewegung in entgegengesetzter Richtung wird vor allem die Federwirkung des mit einer Fassung 25 versehenen Gummifederelementes 17 wirksam, wobei eine ausreichende Progression dadurch erreicht wird, daß der Federteller 24 und das untere Gehäuse-Teil 21 mit zunehmendem Weg das verformungsfähige Gummivolumen verringern.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel wird den ihm zugedachten Anforderungen voll gerecht, indem das Kugelgelenk 9 eine Bewegung der als Biiemsabstützstange wirkenden Strebe 7 entsprechend der Einfederungsstellung des Lenkers 3 (Fig. 1) zuläßt, ohne daß dabei Spannungen auftreten. Erst bei Längskräften in der Strebe 7 wirkt sich die Lagerung des Kugel-Gehäuses 14 in Gummifederelementen 17 aus. Dieses bewirkt ein weiches Abfangen von Stoßen bei kleineren Kräften und Reifenungleichförmigkeiten und macht dennoch bei großen Kräften, wie sie bei der Abbremsung des Fahrzeuges auftreten, nur kleine Wege. Durch die funktionell Trennung der Schwenkbewegung — hervorgerufen durch Achseinfederung — von der axialen Bewegung bei Auftritt von Längskräften im Kugelgelenk 9 ist es möglich, die Abstimmung der elastischen Lagerung unabhängig von kinematischen Gegebenheiten vorzunehmen. Weiterhin kann wegen der gleichachsigen Anordnung von Strebe 7 und Kugelbolzen 12 die Strebe 7 schlank ausgeführt werden, da unter allen Bedingungen eine biegernomentfreie Krafteinleitung erfolgt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kugelgelenk mit einem Kugelbolzen, der mit einer gleichachsig sich anschließenden Strebe verbunden ist, einer Lagerung aus Kunststoff für die Kugel, einem die Lagerung umgebenden Kugel-Gehäuse, das sich unter Zwischenschaltung von vorgespannten Gummifederelementen an einem äußeren, allseitigen Abstand vom Kugel-Gehäuse aufweisenden Gehäuse abstützt und mit einer die Lagerung abdichtenden Manschette, insbesondere für eine mit einer Bremsabstützung versehene Vorderachse eines Kraftwagens, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich voneinander unterscheidende Arten von Gummifederelementen (17) im Sinne einer Hintereinanderschaltung vorgesehen sind, von denen die eine Art, sich am Boden des Gehäuses (18) abstützend, in erster Linie Druckbeanspruchungen und die andere, radial angeordnete Art sowohl Zug- als auch Druckbeanspruchungen aufnehmen kann.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radial angeordnete Gummifederelement (17) als Schubgummilager ausgebildet ist, das über einen mit dem Kugel-Gehäuse (14) zusammenwirkenden Federteller (24) mit dem anderen Gummifederelement (17) in Wirkverbindung steht