DE2443091A1

DE2443091A1 - Automotive steering column ball joint - has ball-head located in deformable bearing fitted in slotted and sprung ring

Info

Publication number: DE2443091A1
Application number: DE2443091A
Authority: DE
Inventors: Leopold F Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-09-09
Filing date: 1974-09-09
Publication date: 1976-03-25

Abstract

Ball joint, particularly for vehicular steering columns, whose connecting housing is open on the side facing the link bolt, and the ball head of which is located in the housing opening via a bearing made of elastic and plastically deformable material, e.g. polyurethane. This bearing is located in the axial direction of the link bolt in an engaging ring fitted in a ring groove of the conecting housing. This ring (6) is slotted and sprung, and is provided either with a curved surface or a conical surface which taper away from the side facing the link bolt.

Description

Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen. Ball joint, in particular for the steering linkage of motor vehicles.

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, dessen Gelenkgehäuse an der dem Gelenkbolzen zugewandten Seite offen ist, und dessen Kugelkopf an der Gehäuseöffnung über einen Lagerkörper aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, gelagert ist, der sich in Achsrichtung des Gelenkbolzens an einem in eine Ringnut des Gelenkgehäuses eingreifenden Ring abstützt.The invention relates to a ball joint, in particular for steering linkages of motor vehicles, the joint housing of which is on the side facing the joint bolt is open, and its ball head on the housing opening via a bearing body an elastically and plastically deformable material, for example polyurethane, is mounted, which is located in the axial direction of the hinge pin on one in an annular groove the joint housing engaging ring is supported.

Kugelgelenke für Lenkgestänge gehören zu den lebenswichtigsten Konstruktionselementen eines Kraftfahrzeuges, weil ein Blockieren oder gar ein Bruch eines solchen Konstruktionselementes katastrophale Folgen nicht nur für die Insassen des betroffenen Fahrzeuges sondern auch für andere Verkehrsteilnehmer haben könnte.Ball joints for steering linkages are among the most vital construction elements of a motor vehicle because such a construction element jams or even breaks catastrophic consequences not only for the occupants of the vehicle concerned but could also have for other road users.

Kugelgelenke für Lenkgestänge sind aber auch typische massenartikel, die in der Regel nicht vom Hersteller des Kraftfahrzeuges sondern von der Kraftfahrzeug- Zubehörindustrie, die einem starken Preisdruck ausgesetzt ist, hergestellt werden.Ball joints for steering linkages are also typical mass-produced items, which as a rule not from the manufacturer of the motor vehicle but from the motor vehicle Accessories industry, which is exposed to strong price pressure.

Sie sollten daher nur aus möglichst wenigen und in einer automatisierten massenfertigung leicht und billig herstellbaren Teilen bestehen, und ihre Funktionstüchtigkeit sollte keinesfalls von der Sorgfalt des Arbeiters beim Zusammenbau abhängen.You should therefore only consist of as few as possible and in an automated manner mass production easily and cheaply produced parts exist, and their functionality should in no way depend on the care of the worker during assembly.

Schliesslich sollten Kugelgelenke für Lenkgestänge noch möglichst leicht sein, weil das am Achsschenkel angebrachte Kugelgelenk zu den ungefederten massen eines Kraftfahrzeuges gehört.Finally, ball joints for steering linkages should still be as good as possible be easy, because the ball joint attached to the steering knuckle is unsprung one of the masses of a motor vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kugelgelenke der eingangs beschriebenen Art weiterzuentwickeln und so zu verbessern, dass sie nicht nur den vorgenannten Anforderungen in optimaler optimaler Weise gerecht werden, sondern ausserdem noch billiger hergestellt werden können als die heutigen Ausführungsformen.The invention is based on the object of the initially further develop and improve it so that it does not only improve the above requirements in optimal optimally fair but can also be produced more cheaply than today's Embodiments.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der in eine Ringnut des Gelenkgehäuses eingreifende und den elastischen Lagerkörper abstützende Ring, wie an sich bekannt, geschlitzt und federnd ist, und dass er entweder mit einer gegekrümmten Fläche oder mit einer Kegelfläche versehen ist, die sich nach der dem Gelenkbolzen zugewandten Seite hin verjüngen.This object is achieved according to the invention in that the in a The annular groove of the joint housing engaging and supporting the elastic bearing body Ring, as is known per se, is slotted and resilient, and that it is either with is provided with a curved surface or with a conical surface that follows the side facing the hinge pin taper.

Der mit der Erfindung erzielte Hauptvorteil besteht insbesondere darin, dass auch bei grossen in Achsrichtung des Gelenkbolzens auftretenden Kräften, die bei einem Personenkraftwagen der Mittelklasse bis zu 250 kp ansteigen können, ein Herauedrücken des geschlitzten und federnden Ringes aus der Ringnut des Gelenkgehäuses mit Sicherheit verhindert wird, weil der Ring infolge der besonderen Ausbildung seiner dem elastischen Lsgerkörper zugekehrten Abstützfläche , die entweder gekrümmt oder kegelförmig ist, umso fester in die Ringnut des Gelenkgehäuses gedrückt wird, je höher die auf ihn einwirkende Axialkraft ansteigt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der geschlitzte und federnde Ring keinen starren Anschlag bildet, sodass die fast immer stossartig auftretenden Axialkräfte auf einfache Weise gedämpft werden. Schliesslich haben Kugelgelenke gemäss der Erfindung noch den Vorteil, dass sie infolge der einfachen montage des geschlitzten Ringes, die mittels eines Montageautomaten erfolgen kann, billiger sind als die heutigen Ausführungsformen, und dass sie nur aus wenigen Einzelteilen bestehen, deren Funktionstüchtigkeit nicht von der Sorgfalt des Arbeiters beim Zusammenbau abhängt.The main advantage achieved with the invention is, in particular, that even with large forces occurring in the axial direction of the hinge pin, the can increase up to 250 kp in a middle class passenger car Push the slotted and resilient ring out of the ring groove of the joint housing is prevented with certainty, because the ring as a result of the special training its support surface facing the elastic solenoid body, which is either curved or conical, the harder it is pressed into the annular groove of the joint housing, the higher the axial force acting on it increases. Another benefit is there in that the slotted and resilient ring does not form a rigid stop, so that the almost always sudden axial forces are dampened in a simple manner. Finally, ball joints according to the invention also have the advantage that they as a result of the simple assembly of the slotted ring, which is carried out by means of an assembly machine can be made, are cheaper than today's embodiments, and that they only consist of a few individual parts, the functionality of which does not depend on the care depends on the worker during assembly.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenk gemäss der Erfindung; Fig.2 eine Draufsicht auf den geschlitzten und federnden Ring; Fig. 3 einen vergrössertem Teillängsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der der geschlitzte und federnde Ring mit einer Kegelfläche versehen ist; Fig. 4 Fig. 4 einen vergrösserten Teillängsschnitt durch eine Ausführungsform, deren geschlitzter und federnder Ring mit einer gekrümmten Fläche versehen ist.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. 1 shows a longitudinal section through a ball joint according to the invention; Fig.2 is a plan view of the slotted and resilient ring; 3 shows an enlarged partial longitudinal section through an embodiment, in which the slotted and resilient ring is provided with a conical surface; Fig. 4th 4 shows an enlarged partial longitudinal section through an embodiment, whose slotted and resilient ring is provided with a curved surface.

Der Kugelkopf 3 des Gelenkbolzens 7 ist im Gelenkgehäuse 1 mittels eines oberen Lagerkörpers 2 und eines unteren Lagerkörpers 5 aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, gelagert, und beide Lagerkörper stehen in Achsrichtung des Gelenkbolzens unter der Spannung von Federelementen 9. Diese Federelemente sind als Biegefedern ausgebildet, die aus dem elastischen Lagerkörper herauswachsen und sich über den Kugelkopf 3 hinweg zur Mitte hin wölben und die sich an der Innenseite 10 des Deckels des Gelenkgehäuses 1 abstützen.The ball head 3 of the hinge pin 7 is in the joint housing 1 by means an upper bearing body 2 and a lower bearing body 5 made of an elastic and plastically deformable material, for example polyurethane, stored, and both bearing bodies are under tension in the axial direction of the hinge pin Spring elements 9. These spring elements are designed as spiral springs that consist of outgrow the elastic bearing body and over the ball head 3 away to Arch towards the middle and on the inside 10 of the lid of the joint housing 1 support.

An der Wurzel der Federelemente 9 ergibt sich von selbst eine grosse Anschlagfläche 12, die bei grossen Axialkräften nach Uberwinden des Axialspieles 13 gegen die Ringfläche 11 des Gelenkgehäuses 1 schlägt, sodass ein exakter, niedrig beanspruchter und stoßgedämpfter Axialanschlag entsteht. Diese Federelemente 9 sind infolge ihres grossen Arbeitsvolumens und ihrer Ausbildung als Körper gleicher Festigkeit gegen Biegung nur sehr niedrig beansprucht und daher bruchsicher, Infolge des besonders kleinen Raumbedarfs für die Unterbringung der Federelemente 9 und des Axialanschlages 11, 12, 13 ist das Gelenkgehäuss kleiner und leichter als bei den heutigen Ausführungsformen. Die Abstützung des unteren Lagerkörpers 5 erfolgt mittels eines geschlitzten und federnden Ringes, der in eine Ringnut 22 der Bohrung 4 des Gelenkgehäusse 1 eingreift. Der mit einem Schlitz 8 versehene und federnde Ring 6 ist mit einer Kegel fläche 18 versehen, die sich mit dem Kegelwinkel 17 nach der dem Gelenkbolzen zugewandten Seite hin verjüngt, sodass die Abstützkraft 15 Radialkräfte 16 erzeugt, welche den Ring 6 umso fester in die Ringnut 22 drücken, je höher die Abstützkraft 15 ansteigt. Der Ring 6 ist aus einem dünnen Federstahlblech gepresst und weist aussen eine Krümmung 21 suf, deren Stirnseite 19, 20 nur am äusseren Rand 20 aufliegt.At the root of the spring elements 9 there is a large one by itself Stop surface 12, which in the case of large axial forces after overcoming the axial play 13 strikes against the annular surface 11 of the joint housing 1, so that an exact, low stressed and shock-absorbing axial stop is created. These spring elements 9 are due to their large volume of work and their training as bodies of equal strength Very little stressed against bending and therefore unbreakable, as a result of the particularly small space requirements for accommodating the spring elements 9 and the axial stop 11, 12, 13, the joint housing is smaller and lighter than in the current embodiments. The lower bearing body 5 is supported by means of a slotted and resilient ring which engages in an annular groove 22 of the bore 4 of the joint housing 1. The provided with a slot 8 and resilient ring 6 is surface with a cone 18 provided with the cone angle 17 after facing the hinge pin Side tapers so that the support force 15 generates radial forces 16, which the Press ring 6 more firmly into ring groove 22, the higher the supporting force 15 increases. The ring 6 is pressed from a thin spring steel sheet and has a curvature on the outside 21 suf, the end face 19, 20 of which rests only on the outer edge 20.

Der geschlitzte und federnde Ring 23 ist zur Abstützung des unteren Lagerkörpers 5 mit einer gekrümmten Fläche 25 versehen, die zusammen mit der gekrümmten Fläche 24 des Lagerkörpers 5 und dem Abstützwinkel 26 den gleichen Sicherheitseffekt bewirkt, wie die Kegel fläche 18 des Ringes 6.The slotted and resilient ring 23 is to support the lower Bearing body 5 provided with a curved surface 25, which together with the curved Surface 24 of the bearing body 5 and the support bracket 26 have the same safety effect causes the conical surface 18 of the ring 6.

Patentanspruch: Claim:

Claims

Patent claim ball joint, in particular for steering linkages of motor vehicles, whose joint housing is open on the side facing the joint pin, and its Ball head on the housing opening via a bearing body made of an elastic and plastic deformable material, such as polyurethane, is stored, which extends in the axial direction of the hinge pin on a ring engaging in an annular groove in the hinge housing supports that the ring (6, 23), as shown in known, slotted and resilient, and that it is either curved Surface (25) or with a conical surface (18) is provided, which is after the Taper the pivot pin (7) towards the side facing it.