DE2616020A1

DE2616020A1 - Lagerbuechse fuer kreuzgelenkzapfen

Info

Publication number: DE2616020A1
Application number: DE19762616020
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Industriewerk Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1976-04-12
Filing date: 1976-04-12
Publication date: 1977-10-20

Description

Lagerbüchse für Kreuzgelenkzapfen
Die Erfindung betrifft eine Lagerbüchse für Kreuzgelenkzapfen, die für den stirnseitigen Anlauf des Kreuzgelenkzapfens einen geschlossenen Boden aufweist, gegen den von innen eine Gleitscheibe aus thermoplastischem Kunststoff anliegt.
Derartige Lagerbüchsen sind bekannt. Die gegen den Boden angelegten Kunststoff-Gleitscheiben sollen dabei die gleitende Reibung zwischen dem Kreuzgelenkzapfen und dem Büchsenboden reduzieren. Sie sollen weiterhin dadurch, daß sie häufig an ihren Stirnflächen mit Nuten versehen sind, die Schmierverhältnisse an diesen Gleitflächen verbessern.
Ein Problem, das derartigen Lagerungen ganz generell und zwar unabhängig davon, ob derartige Kunststoff-Gleitscheiben verwendet werden oder nicht, anhaftet, besteht darin, daß die Lagerbüchsen in einer äußerst exakten Position in Bezug auf die Kreuzgelenkzapfen in ihren Aufnahmebohrungen befestigt werden müssen, um einerseits zwischen den Böden der Lagerbüchsen und den Stirnflächen der Kreuzgelenkzapfen mit Sicherheit jegliches Spiel zu vermeiden, sondern im Gegenteil diese Flächen mit einer gewissen Vorspannung gegeneinander zu drücken, andererseits aber ein zu hohes Maß an Vorspannung zu vermeiden, was zu Schwergängigkeit des Gelenkes und erhöhtem Verschleiß führen würde. Der Lösung dieses Problems kommt man in der Praxis häufig nur durch die Einhaltung extrem kleiner Toleranzen an den Einzelteilen nahe, ohne es jedoch in der Serienfertigung stets mit Sicherheit zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Lagerbüchse für Kreuzgelenkzapfen, bei der von innen gegen den Boden eine Gleitscheibe aus thermoplastischem Kunststoff anliegt, in einfachster Weise und ohne zusätzliche Teile einen Toleranzausgleich derart zu schaffen, daß gewisse Ungenauigkeiten bei der Fixierung der Lagerbüchsen in ihren Bohrungen nicht oder nur in sehr geringem Maße auf die Leichtgängigkeit des Gelenkes einwirken.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gleitscheibe an wenigstens einer Stirnfläche mit einer Gegenfläche nur mit einem Anteil ihrer Gesamtfläche in Kontakt steht, der von reiner Punkt- oder Linienberührung bis zu maximal 30% der Gesamtfläche reicht, und daß die eine der Kontaktflächen mit einem sägezahnförmigen Profil versehen ist. Wenn bei Verwendung einer solchen Gleitscheibe während der Montage der Lagerbüchse diese aufgrund sich addierender Toleranzen dem Kreuzgelenkzapfen um einen geringfügigen Betrag weiter angenähert wird, als dies an sich der Fall sein sollte, dann wird in der Gleitscheibe aufgrund des hohen auf die vorstehenden Sägezähne ausgeübten Druckes in diesen Bereichen ein Kaltfluß des Kunststoffes einsetzen, der diese erhhten Spannungen abbaut.
Zusätzlich zu den angegebenen konstruktiven Maßnahmen kann dieser Spannungsabbau durch die Wahl eines geeigneten Kunststoffes beeinflußt werden, dessen Eigenschaften noch weiter durch den Zusatz von entsprechenden Füllstoffen variiert werden können.
Der verwendete Begriff sägezahnförmiges Profil?1 ist im Sinne der wrfindung sehr weit auszulegen. Die "Sägezähne" können neben jedem beliebigen Dreiecksprofil im Quersclrnitt auch trapezförmig, rechteckig oder abgerundet, z.B. in Form von Parabeln sein.
Das sägezahnförmige Profil der Gleitscheibe kann z.B. dadurch gebildet sein, daß diese an ihrer einen Stirnseite mit umlaufenden Rillen versehen ist. Diese Rillen können konzentrisch, aber auch spiralförmig zueinander verlaufen.
Auf diese Weise kann im Extremfall eine rein linienförmige Berührung mit der Gegenfläche erreicht werden.
Soll die Berührungsfläche weiterhin bis zur Punkt berührung verringert werden, so kann die Gleitscheibe beispielsweise mit sich kreuzenden Rillen versehen sein, zwischen denen pyramidenförmige Vorsprünge mit sägezahnförmigem Profil verbleiben.
Zur Veränderung der Werkstoffeigenschaften des thermoplastischen Kunststoffes können diesem beispielsweise Glasfasern beigemischt werden. Eine besonders zweckmäßige Variante ergibt sich dann, wenn die dem Kunststoff beigemischten Glasfasern eine Länge aufweisen, die mindestens der Breite der Basis der sägezahnförmigen Vorsprünge entspricht. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Glasfaserkonzentration in den sägezahnförmigen Vorsprüngen geringer als in der übrigen Gleitscheibe ist, was einerseits zu einer erhöhten Festigkeit der Gleitscheibe beiträgt, andererseits aber die plastische Verformung im Bereich der Sägezähne nicht oder nur unwesentlich herabsetzt.
Soll bei gegebenen Kunststoffeigenschaften eine besonders hohe plastische Verformbarkeit erzielt werden, so kann die Gleitscheibe an beiden Stirnflächen mit einem sägezahnförmigen Profil versehen sein, wobei die sägezahnförmigen Vorsprünge an beiden Stirnflächen zweckmäßigerweise gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Den durch die Erfindung angestrebten Effekt kann man auch dadurch erzielen, daß die Gleitscheibe durch zwei glatte Kunststoffscheiben gebildet ist, zwischen denen ein Metallgeflecht angeordnet ist. Die plastische Verformung erfolgt in diesem Falle dadurch, daß sich die glatten Kunststoffscheiben mehr oder weniger tief in das Metallgeflecht eindrücken.
Und schließlich kann das angestrebte Ziel auch dadurch erreicht werden, daß die Gleitscheibe selbst zwar plane Stirnflächen aufweist, daß Jedoch wenigstens eine der damit in Kontakt stehenden Flächen die erforderliche Profilierung aufweist. Bei dieser Fläche kann es sich sowohl um den Boden der Lagerbüchse, als auch um die Stirnfläche des Kreuzgelenkzapfens handeln. Es kann Jedoch auch zwischen die Gleitscheibe und diese Flächen ein zusätzliches Teil, beispielsweise ein Metallgeflecht eingelegt sein.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der beschriebenen Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kreuzgelenklagerung mit einer erfindungsgemäßen Lagerbüchse, Fig. 2 einen Radialschnitt durch eine Gleitscheibe gemäß Linie II-II der Figur 3, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Gleitscheibe gemäß Figur 2, Fig. 4 einen Radialschnitt durch eine Gleitscheibe gemäß Linie IV-IV der Figur 5, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Gleitscheibe nach Figur 4 und Fig. 6 bis 9 Teil-Radialschnitte durch weitere Ausführungen erfindungsgemäßer Gleitscheiben.
In Figur 1 ist die Lagerbüchse 1 dargestellt, die den Kreuzgelenkzapfen 2 unter Zwischenschaltung der Lagernadeln 3 aufnimmt. Die Lagerbüchse 1 weist einen geschlossenen Boden 4 auf, gegen den von innen die Kunststoff-Gleitscheibe 3 anliegt und gegen die andererseits die Stirnfläche des Kreuzgelenkzapfens 2 zur gleitenden Anlage kommt.
Die Lagerbüchse 1 ist in der Bohrung 6 der Kreuzgelenkgabel 7 durch den Sprengring 8 fixiert.
Die Zeichnung läßt erkennen, daß es beispielsweise sehr auf die exakte Anordnung der Nut ankommt, die den Sprengring 8 aufnimmt, welche Position letztlich die Lagerbüchse relativ zum Kreuzgelenkzapfen 2 einnimmt. In diese Beziehung gehen aber eine ganze Reihe weiterer Abmessungstoleranzen ein, wie beispielsweise die Länge des Kreuzgelenkzapfens 2, die Dicke und Form des Bodens 4 der Lagerbüchse 1, die Dicke des Sprengringes 8 usw.
Figur 1 läßt erkennen, daß die Kunststoffgleitscheibe 5 an ihrer dem Boden 4 der Lagerbüchse 1 zugewandten Stirnfläche mit einer sägezahnförmigen Profilierung 9 versehen ist.
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine derartige Kunststoffgleitscheibe 3 in vergrößertem Maßstab. Die sägezahnförmige Profilierung ist dabei durch konzentrische Rillen 10 erzeugt, zwischen denen die Sägezähne 11 stehen bleiben.
In den Figuren 4 und 5 ist eine Variante dargestellt, bei der durch sich kreuzende Rillen einzelne pyramidenförmige Vosprünge 12 verbleiben, die zu Punktberührung mit der Gegenfläche führen.
In Figur 6 ist eine Variante einer Kunststoffgleitscheibe 13 dargestellt, bei welcher die Kunststoffmasse mit Glasfasern 14 durchsetzt ist, deren Länge wenigstens der Breite b der Basis der sägezahnförmigen Vorsprünge 15 entspricht.
Auf diese Weise wird - wie die Zeichnung verdeutlicht - erreicht, daß die Glasfaserkonzentration im Bereich der sägezahnförmigen Vorsprünge geringer als im übrigen Bereich der Kunststoffgleitscheibe 13 ist.
Die in Figur 7 dargestellte Kunststoffgleitscheibe 16 weist an ihren beiden Stirnseiten sägezahnförmige Vorsprünge 17 auf, die in diesem Falle trapezförmigen Querschnitt aufweisen und die außerdem an den einander gegenüberliegenden Flächen zueinander versetzt sind. Dadurch wird eine besonders hohe plastische Verformbarkeit erzielt.
Figur 8 zeigt eine weitere Variante, bei der zwei Kunststoffgleitscheiben 18 zwischen sich ein Metallgeflecht 19 aufnehmen. Unter Druckeinwirkung werden sich die Kunststoffgleitscheiben 18 unter plastischer Verformung in die Zwischenräume des Netallgeflechtes eindrücken.
Figur 9 zeigt schließlich eine letzte Variante, bei der die Kunststoffgleitscheibe 20 mit planen Stirnflächen versehen ist, während die Oberfläche eines mit ihr in Kontakt stehenden Bauteiles 21 (beispielsweise des Bodens der Lagerbüche) mit einer sägezahnförmigen Profilierung 22 versehen ist. In diesem Falle erfolgt die plastische Verformung der Gleitscheibe 20 dadurch, daß sich diese unter Druckeinwirkung in die Vertiefungen des Profils 22 einformt

Claims

Ansprüche 9 Lagerbüchse für Kreuzgelenkzapfen, die für den stirnseitigen Anlauf des Kreuzgelenkzapfens einen geschlossenen Boden aufweist, gegen den von innen eine Gleitscheibe aus thermoplastischem Kunststoff anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitscheibe (5, 13, 16, 18, 20) an wenigstens einer Stirnfläche mit einer Gegenfläche nur mit einem Anteil ihrer Gesamtfläche in Kontakt steht, der von reiner Punkt- oder Linienberührung bis zu maximal 50% der Gesamtfläche reicht, und daß die eine der Kontaktflächen mit einem sägezahnförmigen Profil (9, 11, 12, 15, 17, 22) versehen ist.
2. Lagerbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitscheibe (5) an ihrer einen Stirnseite mit umlaufenden Rillen (10) zur Bildung eines sägezahnförmigen Radialschnitt-Profiles (11) versehen ist.
3. Lagerbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitscheibe (5) an ihrer einen Stirnseite mit sich kreuzenden Rillen versehen ist, zwischen denen pyramidenförmige Vorsprünge (12) mit sägezahnförmigem Profil verbleiben.
4. Lagerbüchse nach Anspruch 1z, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitscheibe (13) aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einer Beimischung von Glasfasern (14) besteht.
5. Lagerbüchse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kunststoff beigemischten Glasfasern (14) eine Länge aufweisen, die mindestens der Breite (b) der Basis der sägezahnförmigen Vorsprünge (15) entspricht.
6. Lagerbüchse nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitscheibe (16) an beiden Stirnflächen mit einem sägezahnförmigen Profil versehen ist, wobei die sägezahnförmigen Vorsprünge (17) an beiden Stirnflächen gegeneinander versetzt sind.
7. Lagerbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitscheibe durch zwei glatte Kunststoffscheiben (18) gebildet ist, zwischen denen ein Metallgeflecht (19) angeordnet ist.
8. Lagerbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitscheibe (20) plane Stirnflächen aufweist und wenigstens eine der damit in Kontakt stehenden Flächen (21) die erforderliche Profilierung (22) aufweist.