DE3207013A1

DE3207013A1 - Ball joint

Info

Publication number: DE3207013A1
Application number: DE19823207013
Authority: DE
Inventors: Joseph E. Birminham Mich. Smith
Original assignee: Gulf and Western Manufacturing Co
Current assignee: Gulf and Western Manufacturing Co
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1983-09-08
Anticipated expiration: 2002-02-27
Also published as: DE3207013C2

Abstract

A ball swivel joint comprises a stub which ends in a hemisphere with a larger diameter, the hemisphere being arranged in a socket and having a hemispherical recess which is in engagement with a hemispherical convex surface of a bearing retention element arranged in the socket or, alternatively, of integral design with the socket. The bearing retention element or, alternatively, a segment of the inner surface of the socket engaging with the circumferential surface of the hemisphere is elastically preloaded in a direction in which firm engagement of the various bearing surfaces in mutual contact is ensured and, among other things, this compensates for wear. The ball swivel joint according to the invention can transmit considerable forces within a wide angular range between the stub and a shaft or the like rigidly connected to the socket.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk und insbesondereThe invention relates to a ball joint, and more particularly

eine Lageanordnung für ein Kugel-, Ereuz- oder Kardangelenk mit; verbesserten Lastübertragungseingenschaften im Vergleich zu bekannten Anordnungen.a position arrangement for a ball, Ereuz or cardan joint with; improved Load transfer properties compared to known arrangements.

Kugelgelenke werden üblicherweise in Lenkgestängen von Kraftfahrzeugen, in Mitnehmeverbindungen, Drehmomentstangen und ähnlichen Bauteilen verwendet, bei denen eine Kraft von einem Glied zu einem anderen übertragen werden muß, während das eine Glied relativ zu dem anderen verschwenkbar ist.Ball joints are usually used in the steering linkage of motor vehicles, used in driving connections, torque rods and similar components where a force must be transferred from one limb to another while one link can be pivoted relative to the other.

Derartige Kugelgelenke mit einer Halbkugel und einem Sockel umfassen im allgemeinen einen Stumpf mit einem sich anschließenden tugelabschrli.-tt, der innerhalb des Sockels angeordnet ist, wobei ein Schwenk- und Verscniebugseingriff mit einem entsprechenden konkaven kugelförmigen Segment des Sockels möglich ist. Die eingreifenden Laberoberflächen der Halokugel und des Sockels werden oftmals gegeneinander vorgespannt, so daß eine vergleichsweise feste Anordnuni ireschaffen wird, bei der kein Spiel vorhanden und Klapperfreiheit gegeben ist und automatiscji der Verschleiß der Lageroberflächen kompensiert wird.Such ball joints include a hemisphere and a base generally a stump with an adjoining tugelabschrli.-tt, the is disposed within the base with pivoting and locking engagement with a corresponding concave spherical segment of the base is possible. The engaging labyrinthine surfaces of the halo ball and pedestal are often biased against each other so that a comparatively firm arrangement is created with which there is no play and no rattle is given and automatiscji the wear of the bearing surfaces is compensated.

Bekannte Kugelgelenke besitzen viele Nachteile. InsSesondere ist die Lastübertragun: bei den Gelenken auf den vergleichsweise kleinen Bereich der Umfangsoberfläche der Halbkugel begrenzt, der mit der entsprechenden Oberflache des Sockels in Eingriff steht. Es wirt ein komplexer Aufbau benötigt, um eine Vorspannung, der Lagerflächen in Anordnungen zu erzielen, aie spiel- und klapperfrei sein sollen und eine Unterbrechung (Ausfall) sowie einen Verschleiß im Betrieb automatisch kompensieren sollen. Die Grölle der Abwinklung zwischen den durch das Gelenk- miteinander verbunuenen Teilen sowie die Größe der Lastübertragung in der Anordnung sind begrenzt.Known ball joints have many disadvantages. In particular is that Load transfer: at the joints to the comparatively small area of the circumferential surface bounded by the hemisphere, which engages with the corresponding surface of the base stands. A complex structure is required to preload the bearing surfaces to achieve in arrangements that should be free of play and rattle and an interruption (Failure) as well as wear and tear during operation should automatically compensate. the Bigger angle between the parts connected by the joint as well as the size of the load transfer in the arrangement are limited.

Die Erfindung überwindet die Nachteile bekannter Anordnungen durch Schaffung eines Kugel, Kreuz- oder Kardangelenks, das bekannten VollLugel-Sockel-Gelenken mechanisch äquivalent ist, jedoch geringeres Gewicht aufweist und demzufolge weniger Material benötigt. Das erfindungsgemäße Kugelgelenk besitzt ferner weniger Einzelteile als bekannte Gelenke, die für hohe Beanspruchung ausgelegt sind, wie z.B. bei Lkw- oder Traktor-Verbindungsstangen, Nitnehmerverbindungen, Drehinomentstangen und dergleichen.The invention overcomes the disadvantages of known arrangements Creation of a ball, cross or cardan joint, the well-known full ball socket joint is mechanically equivalent, but has a lower weight and consequently less Material needed. The ball joint according to the invention also has fewer individual parts as well-known joints that are designed for high loads, such as in truck or tractor connecting rods, driver links, torque rods and the like.

Darüber hinaus schaft die Erfindung ein Kugelgelenk, bei dem die miteinander verbundenen Einzelteile in einem großen Winkel zueinander beweglich sind, wobei ein ester Sitz zwischen den gegenseitig eingreifenden Lagerflächen bei Spiel- und Klapperfreiheit gegeben ist und eine Unterbrechung bzw. ein Ausfall sowie ein Verschleiß im Betrieb automatisch ausgeglichen wird.In addition, the invention shaft a ball joint in which the each other connected items are movable to one another at a large angle, wherein an ester seat between the mutually engaging bearing surfaces in play and There is no rattle and there is an interruption or failure and wear is automatically compensated during operation.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch Schaffung eines Kugelgelenks gelöst, das einen Stumpf aufweist, der in einem integrierten hohlen halbkugelförmigen Kopfglied endigt, dessen kugelförmige Umfansoberfläche in einem Eingriff mit einer entsprechenden konkaven kugelförmigen Oberfläche des zugehörigen Sockels steht, wobei die Halbkugel einen im wesentlichen halbkugelförmigen konkaven Hohlraum besitzt, in den ein halbkugelförmiges konvexes Lagerhalteglied eingreift, welches die Umfangsoberfläche der Halbkugel bezüglich der kugelförmigen Lageroberfläche des Sockels in einem verschwenkbaren Verschiebungseingriff hält. Die Vorspannung der eingreifenden Lageroberflächen wird durch einen elastischen Ring erzielt, der das Lagerhalteglied zum halbkugelförmigen Hohlraum in der Halbkugel drängt oder in alternativer Weise ein Segment der kugelförmigen Oberfläche des Sockels in einen Eingriff mit der kugelförmigen Umfangsoberfläche der Halbkugel vorspannt.The object underlying the invention is achieved by creating a Ball joint released, which has a stump that is integrated into a hollow hemispherical head link ends, its spherical peripheral surface in one Engages a corresponding concave spherical surface of the associated Base stands, the hemisphere having a substantially hemispherical concave Has a cavity in which a hemispherical convex bearing retaining member engages, which is the peripheral surface of the hemisphere with respect to the spherical bearing surface holds the base in pivotable sliding engagement. The bias of the engaging bearing surfaces is achieved by an elastic ring that urges the bearing retainer to the hemispherical cavity in the hemisphere or alternatively, a segment of the spherical surface of the base into one Biases engagement with the spherical peripheral surface of the hemisphere.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks, Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 7 in auseinandergezogener Darstellung vor einem Zusammenbau der Einzelteile, Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Kugelgelenks, Fig. 4, 5 und 6 der Fig. 1 ähnliche Ansichten weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltungen, und Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Anordnung, die dem Aufbau nach Fib. 0 entspricht, wobei die durch das Gelenk verbundenen Elemente unter einem deutlichen Winkel bezüglich zueinander anangeordnet sind.The invention is explained below using exemplary embodiments Referring to the drawing explained in more detail; It shows: Fig. 1 a partially sectioned Side view of an embodiment of a ball joint according to the invention, FIG. 2 shows the arrangement according to FIG. 7 in an exploded view prior to assembly of the individual parts, FIG. 3 is a view similar to FIG. 1 of another embodiment 4, 5 and 6 of FIG. 1, similar views of further inventive views Embodiments, and FIG. 7 shows a schematic representation of an arrangement that corresponds to the Structure according to Fib. 0, with the elements connected by the hinge below are arranged at a clear angle with respect to one another.

Gemäß Zeichnung und insbesondere gemäß den Fig. 1 und 2 besteht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks 10 aus einem Stumpf 12, der an dem einen Ende mit einer einstückigen kaltangeköpften Halbkugel 14 versehen ist, welche eine konvexe kugelige Umfangsoberfläche 16 und einen Hohlraum oder eine Aussparung 18 aufweist, der bzw. die eine konkave halbkugelige Oberfläche 20 besitzt. Im zusammengebauten Zustand liegt die Halbkugel 14 des Stumpfs bzw. die einstückige Halbkugeleinheit in einem buckel 22, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wobei ein schaft 24 vorgesehen ist, der mit dem Umfang des Sockels auf beliebige Weise verbunden ist, beispielsweise durch Reibungsverschweil'ung. Der Sockel 22 hat eine Bohrung 26, aus dem der Stumpf 12 hervorsteht. Die konvexe kugelige Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel 14 steht in einem Gleiteingriff mit einem inneren konkaven kugeligen Oberflächenbereich 28 des Sockels 22 und kann bezüglich zu diesem geschwenkt werden. Ein becherförmiges Lagerhalteglied 30 ist mit einer im wesentlichen halbkugeligen Umfangsoberfläche 32 versehen, die dimensionsmäßig der konkaven halbkugeligen Oberfläche 20 der Aussparung 18 in der Halbkugel 14 entspricht. Das Lagerhalteglied 30 ist innerhalb der Aussparung 18 derart angeordnet, daß die einander entsprechenden halbkugeligen Oberflächen 20 und 32 in einem verschwenkbaren verschieblichen Eingriff bezüglich ueinander stehen. Die halbkugelige Umfangsoberfläche 32 des bescherförmigen Lagerhalteglieds 30 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer Vielzahl von Schmierungsnuten 34 versehen, die längs der Meridiane der halD-kugeligen Umfangsoberfläche 32 ausgebildet und mit einer zentral angeordneten Axialöffnung 36 verbunden sind, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wobei eine Fettkupplung 38 eingspaßt ist. Infolge der Becherform des Lagherhaltoglieds 30 ist die Fettpassung 38 im gezeigten Ausführungsbeispiel auf den Boden eines Hohlraums 40 angeordnet und somit vor Stößen durch diesel, steine und dergleichen geschützt, wenn das erfindungsgemäße Kugelge leni: IG im Steuer- oder Antriebsmechanismus eines Kraft fahrzeugs großer Leistung, eines in der Bandwirtschaft verwendeten Traktors oder dergleichen eingebaut ist.According to the drawing and in particular according to FIGS. 1 and 2, there is a Embodiment of a ball joint 10 according to the invention from a stump 12, which is provided at one end with a one-piece hemisphere 14 that is cold-headed is, which has a convex spherical peripheral surface 16 and a cavity or a Has recess 18 which has a concave hemispherical surface 20. In the assembled state, the hemisphere 14 of the stump or the one-piece Hemispherical unit in a hump 22, as shown in Fig. 1, with a shaft 24 is provided, which is connected to the periphery of the base in any way is, for example, by Reibungsverschweil'ung. Of the Base 22 has a bore 26 from which the stump 12 protrudes. The convex spherical peripheral surface 16 of the hemisphere 14 is in sliding engagement with an inner concave spherical Surface area 28 of the base 22 and can be pivoted with respect to this. A cup-shaped bearing retainer 30 is substantially hemispherical Circumferential surface 32 provided, the dimensional of the concave hemispherical surface 20 corresponds to the recess 18 in the hemisphere 14. The bearing holding member 30 is arranged within the recess 18 such that the corresponding hemispherical Surfaces 20 and 32 in pivotable, slidable engagement with respect to one another stand against each other. The hemispherical peripheral surface 32 of the ball-shaped bearing holding member In the exemplary embodiment shown, 30 is provided with a large number of lubrication grooves 34 provided, which are formed along the meridians of the halo-spherical circumferential surface 32 and are connected to a centrally arranged axial opening 36, as shown in Fig. 1 with a grease coupling 38 fitted. As a result of the cup shape of the bearing retaining member 30 is the fat fit 38 in the exemplary embodiment shown placed on the bottom of a cavity 40 and thus from impacts by diesel, stones and the like protected when the ball joint according to the invention leni: IG in the control or drive mechanism of a high powered motor vehicle, one in the tape economy used tractor or the like is installed.

sofern dies gewünscht ist, kann eine entiernöare Staubkappe auf dem offenene Ende des Hohlraums 40 befestigt sein, um die Fettkupplung 38 zu schützen. I)ie 'ettkupplung kann auch in abgedichteten selbstschmierenden Lagerverbindungskonstruktionen oder alternativ in honstrui:-tionen wegglassen sein, die Lagereinsätze aus vorgeschmiertem porösen Metall, Stoff oder Kunststoff verwenden oder Kunststoff oder andere Lagereinsätze benützen, die keine Schmierung erfordern.if so desired, an entiernöare dust cap can be placed on the be attached to the open end of the cavity 40 in order to protect the grease coupling 38. I) The 'ettkupplung can also be used in sealed, self-lubricating bearing connection constructions Or alternatively, in honors, the bearing inserts can be omitted from pre-lubricated Use porous metal, cloth or plastic, or plastic or other bearing inserts that do not require lubrication.

Der becherförmige einsatz oder das Lagerhalteglied 30 besitzt einen ringförmigen Flansch 42, der radial nach außen um das offene Ende der Aussparung 40 vorsteht, wobei der Umfangsrand des ringförmigen Flansches 42 eine zylindrische Fläche 44 bestimmt, die in den zylindrischen Abschnitt der Bohrung 26 im Sockel 22 paßt.The cup-shaped insert or bearing retainer 30 has a annular flange 42 extending radially outwardly around the open end of the recess 40 protrudes, the peripheral edge of the annular flange 42 being a cylindrical Surface 44 determines which is in the cylindrical portion of the bore 26 in the base 22 fits.

Der becherförmige Einsatz oder das Lagerhalteglied 30 wird im halbkugeligen Hohlraum 18 in der Halbkugel 14 mit Hilfe einer wulst- oder ringförmigen Dichtung 46 gehalten, die aus einem geeigneten elastomeren Material gefertigt ist, wobei die Dichtung 46 in zusammengedrückter Weise gegen die ringförmige Endfläche 48 des Flansches 42 des becherförmigen Einsatzes oder des Halteglieds 30 gehalten wird, wenn nach Anordnung, der Einzelteile gemäß Fig. 1 die Elemente in zusammengesetzter Position gehalten werden, und zwar durch Einschnüren bzw. Umschlagen des Rands 50 (Fig. 2) des Sockels 22 in radialer Richtung (im Schmiedegesenk), wie dies bei 52 in Fig. 1 gezeigt ist.The cup-shaped insert or bearing retainer 30 is hemispherical Cavity 18 in the hemisphere 14 with the aid of a bulbous or annular seal 46 held, which is made of a suitable elastomeric material, wherein the seal 46 is compressed against the annular end surface 48 of the Flange 42 of the cup-shaped insert or of the retaining member 30 is held, if according to the arrangement, the items according to FIG. 1, the elements in assembled Position by constricting or folding the edge 50 (Fig. 2) of the base 22 in the radial direction (in the forging die), as at 52 is shown in FIG.

Sämtliche kugeligen Oberflächen des das Kugelgelenk 1G gemäß der Erfindung bildenden elements sind lconzentrissh, d.h. die kugelförmige Segmentoberfläche 28 des Sockels, die Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel, die innere ilalbkugelige Oberfläche 20 der Halbkugel sowie die kugelförmige Umfangsoberfläche 32 des Einsatzes oder des Halteglieds sind bezüglich zueinander konzentrisch.All spherical surfaces of the ball joint 1G according to the invention The constituent elements are concentric, i.e. the spherical segment surface 28 of the base, the peripheral surface 16 of the hemisphere, the inner hemispherical surface 20 of the hemisphere and the spherical peripheral surface 32 of the insert or of the holding member are concentric with respect to each other.

Die innere halbkugelförmige Oberfläche 2w der Halbkugel ist an ihrem Rand mit einer kurzen Schrägkante 54 versehen, um genügend Freiraum für extreme Abwinkelungen zwischen dem schaft 24 und dem Stumpf 12 zu schaffen. Die zulässige Abwinklung der Halbkugel 14 in bezug auf eine diametrale Ebene des Sockels 22 wird im allgemeinen dadurch begrenzt, daß ein Abschnitt der Umfangsoberfläche des Stumpfes in nächster Nahe zur Halbkugel 14 an einem abgeschrägten Rand 56 (Fig.1) des Sockels 22 anschlägt und/oder die ringförmige Endfläche 58 der Halbkugel 14 mit einer ringförmigen fläche 60 eingreift, die unter dem Flansch 42 des Einsatzes bzw.The inner hemispherical surface 2w of the hemisphere is on its Edge provided with a short bevel 54 to leave enough space for extreme To create bends between the shaft 24 and the stump 12. The permissible Angling of the hemisphere 14 with respect to a diametrical plane of the base 22 is generally limited by a portion of the peripheral surface of the stump in close proximity to the hemisphere 14 on a beveled edge 56 (FIG. 1) of the base 22 strikes and / or the annular end face 58 of the hemisphere 14 with an annular area 60 engages that under the flange 42 of the insert or

des jialteglieds 30 ausgebildet ist. in in Fig. 1 dargestellter flexibler Balg 62 schirmt den Umfangsabschnitt des Stumpfes 12 vor ochmutz ab, welcher der Halbkugel 14 benachbart ist, sowie den freiliegenden Abschnitt der kugelförmigen Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel, während sich der Stumpf 12 bezüglich des Schaftes 24 in der Ruhestellung oder in einer Winkelstellung befindet. Wenn am Ende eines Zusammenbaus der verschiedenen bauteile des Gelenks 10 der Rand 50 (Fig. 2) des Sockels 2C über die ring- oder wulstförmige elastomere Dichtung 46 umgeschlagen wird, wird die Dichtung 46 zusammengedrückt und nach auen ausgedehnt, so daß eine wirkungsvolle Abdichtung ausgebildet; wird, die ein Eindringen von schmutz durch das offene Ende der Sockelbohrung 26 verhindert.of the jialte member 30 is formed. in the one shown in Fig. 1 more flexible Bellows 62 shields the peripheral portion of the stump 12 from ochmutz, which the Hemisphere 14 is adjacent, as well as the exposed portion of the spherical Circumferential surface 16 of the hemisphere, while the stump 12 with respect to the shaft 24 is in the rest position or in an angular position. If at the end of one Assembling the various components of the joint 10 of the edge 50 (Fig. 2) of the Base 2C turned over over the annular or bead-shaped elastomeric seal 46 is, the seal 46 is compressed and expanded outward so that a effective seal formed; that will allow dirt to penetrate through the open end of the base bore 26 prevents.

Gleichzeitig wirkt die zusammengedrückte elastische Dichtunf, 46 als eine Vorspanneinrichtung, die eine Kraft auf die ringförmige Endoberfläche 48 des Einsatzes bzw. des Halteglieds 30 ausübt, wobei diese Vorspannkraft sorgfältig zugeschnitten bzw. ausgewählt wird als Funktion der Größe der auf den Soclcelrand 50 während eines Umschlagens ausgeübten Krümmung, des Krümmungsradius, der Größe, der Form sowie der elastomeren Eigenschaften des Materials, das zur Herstellung der wulst- oder ringförmigen Dichtung 46 verwendet wird. Die durch die zusammengedrückte wulst- oder ringförmige elastomere Dichtung 46 ausgeübte Vorspannkraft drängt die konzentrischen kugelförmigen Oberflächen der verschiedenen Einzelteile in eine Berührung zueinander, wodurch ein Klappern, Lockern oder ein Spiel zwischen den bauteilen verhindert und automatisch eine Störung bzw. ein Ausfall sowie ein Verschleiß im Betrieb kompensiert wird.At the same time, the compressed elastic Dichtunf, 46 acts as a biasing device that applies a force to the annular end surface 48 of the Exercise insert or the holding member 30, this biasing force carefully tailored or is selected as a function of the size of the soclcelrand 50 during a The curvature exerted, the radius of curvature, the size, the shape as well as the elastomeric properties of the material used to make the bead or annular seal 46 is used. The by the compressed bulge or annular elastomeric seal 46 biasing force exerted urges the concentric spherical surfaces of the various items in contact with one another, This prevents rattling, loosening or play between the components and automatically compensates for a malfunction or failure as well as wear and tear during operation will.

ie bereits erwähnt, sind der Stumpf 12 sowie die Halbkugel 14 kalt angköpft, und es ist - wenn überhaupt -eine nur sehr geringe maschinelle bearbeitung, der kugel förmigen Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel oder der kon- kaven halbkugelförmigen inneren Oberfläche 18 der Halbkugel erforderlich. Der Sockel 22 ist vorzugsweise ein kaltgehämmertes Teil und erfordert lediglich an seinem inneren Oberflächenabschnitt eine maschinelle Bearbeitung, welcher mit einer konkaven kugeligen Oberfläche 20 versehen ist. Das becherförmige Lagerhalteglied 30 kann aus einem kaltgehämmerten oder einem massiven gestanzten oder geprägten Teil bestehen. Es wird leichtgewichtiger Stahl verwendet, da sämtliche Einzelteile einschließlich der Halbkugel 14 hohl sind und möglichst dünne Wände aufweisen können entsprechend der zulässigen durch das Gelenk zu übertragenden Last.As already mentioned, the stump 12 and the hemisphere 14 are cold and there is very little machining, if at all, the spherical circumferential surface 16 of the hemisphere or the con- kaven hemispherical inner surface 18 of the hemisphere required. The base 22 is preferably a cold forged part and requires only on its interior Surface section a machining, which with a concave spherical Surface 20 is provided. The cup-shaped bearing holding member 30 may consist of a cold-hammered or a solid stamped or embossed part. It lightweight steel is used as all individual parts are included the hemisphere 14 are hollow and can have walls that are as thin as possible accordingly the permissible load to be transmitted through the joint.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks 11 dargestellt, das einen Stumpf 12 umfaßt, welcher mit einer hohlen Halbkugel 14 versehen ist, wobei beide Teile in Form und Aufbau im wesentlichen den entsprechenden eilen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen. Der Sockel 22 weist einen einstückigen mittig angeordneten Abschnitt 64 in Form einer umgekehrten Kuppel mit einer halbkugelförmigen Umfangsoberfläche 32 auf, die in einem Eingriff mit der konkaven halbkugelförmigen Oberfläche 18 der Halbkugel 14 steht. Ein kugelförmiger ringartiger Segmenteinsatz 66 wird in der Bohrung 26 des Sockels 22 gehalten und besitzt eine konkave kugelförmige Oberfläche 28, welche in einem verschieblichen Eingriff mit der kugelförmigen Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel 14 steht. Der kugelförmige Segmenteinsatz 66 hat ferner eine ringförmige abgeschrägte Oberfläche 68, die in einem Eingriff mit einer zusammengedrückten elastomeren ring- oder wulstförmigen Dichtung 46 steht, welche gegen die ringförmige abgeschrägte Oberfläche 68 durch den umgeschlagenen Rand 52 der Sockelbohrung 26 zusammengedrückt gehalten wird. Die Bohrung 26 des Sockels 22 umfaßt bevorzugt eine ringförmige Schulter 70, die zwischen der einen größeren Durchmesser aufweisenden Bohrung 26 und einem Bohrungsabschnitt 72 ausgebildet ist, welcher einen kleineren Durchmesser aufweist. Die ringförmige Schulter 70 trägt zur Begrenzung der zulässigen Bewegung des kugelförmigen Segmenteinsatzes 66 bei. Der Bohrungsabschnitt 72 mit dem verringerten Durchmesser kann etwas hinterarbeitet sein, so daß darin die ringförmige Endfläche 58 der Halbkugel 14 ohne Beeinträchtigung während einer extremen Abwinklung des Kugelstumpfes 12 bezüglich des Sockelschafts 24 vorstehen kann, oder es kann der Abschnitt allgemein konvex sphärisch geformt sein, wie dies dargestellt ist. Vorteilhafter-, nicht jedoch notwendigerweise ist der umgekehrte Kuppelabschnitt 64 des Sockels 22 mit einem Hohlraum 40' für ein geringeres Gewicht und ein leichteres Hämmern versehen, wobei eine Fettpassung 38 (Nippel) zweckmäßigerweise auf dem Boden des Hohlraums 40' für einen geeigneten Schutz in Konstruktionen angeordnet ist, bei denen es erwünscht ist, eine gelegentliche Schmierung des Gelenks vorzunehmen.In Fig. 3 is another embodiment of one according to the invention Ball joint 11 shown, which comprises a stump 12, which with a hollow Hemisphere 14 is provided, both parts in shape and structure essentially correspond to the corresponding parts of the first embodiment. The base 22 has an integral centrally located portion 64 in the shape of an inverted one Dome with a hemispherical peripheral surface 32 which is in engagement with the concave hemispherical surface 18 of the hemisphere 14 stands. A spherical one ring-like segment insert 66 is held in the bore 26 of the base 22 and has a concave spherical surface 28 which is slidable in a Engagement with the spherical peripheral surface 16 of the hemisphere 14 is. Of the spherical segment insert 66 also has an annular beveled surface 68 which are in engagement with a compressed elastomeric annular or bulbous Seal 46 protrudes against the annular beveled surface 68 through the folded edge 52 of the base bore 26 is kept pressed together. The bore 26 of the base 22 preferably includes an annular shoulder 70, the between the larger diameter bore 26 and a Bore section 72 is formed, which has a smaller diameter. The ring-shaped Shoulder 70 helps limit the allowable movement of the spherical segment insert 66 at. The bore section 72 with the reduced diameter can be undercut somewhat be, so that therein the annular end face 58 of the hemisphere 14 without impairment during an extreme bending of the truncated ball 12 with respect to the socket shaft 24 may protrude, or the portion may be generally convex spherically shaped be as shown. Is more advantageous, but not necessarily the inverted dome portion 64 of the base 22 with a cavity 40 'for a lighter weight and easier hammering, with a fat fit 38 (Nipple) conveniently on the bottom of the cavity 40 'for a suitable Protection is placed in constructions where it is desirable an occasional Lubricate the joint.

Bei einem Kugelgelenk 11 gemäß Fig. 3 drängt die durch Zusammendrückung der wulst- oder ringförmigen Dich g 46 ausgeübte Vorspannung sämtliche konzentrischen kugelförmigen Oberflächen in einen Eingriff bezüglich zueinander, was eine im wesentlichen feste Anordnung schafft, die einen Verschleiß der Ob«rflächen bei einem verschwenkten Verschiebungseingriff automatisch kompensiert.In the case of a ball joint 11 according to FIG. 3, the pushes by compression the bead-like or ring-shaped you g 46 exerted bias all concentric spherical surfaces in engagement with respect to one another, which is essentially a creates a fixed arrangement that causes wear on the surfaces when the device is pivoted Displacement intervention automatically compensated.

Es können andere Mittel als das elastomere ring- oder wulstförmige Glied verwendet werden, um die sphärischen Oberflächen in einen Eingriff bezüglich zueinander vofzuspannen. In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kugelgelenks 10 gemäß der Erfindung gezeigt, das im Aufbau dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 idenw tisch ist, mit Ausnahme der elastomeren ring- oder wulstförmigen Dichtung, die durch mehrere übereinanderliegen- de Federscheiben 74 oder (Teller-) Federn (Belleville-Federn) ersetzt ist, wobei die Scheiben 74 zwischen der ringförmigen Endfläche 48 des halbkugelförmigen Halteglieds 30 und eines Halterings 76 in zusammengedrückter Weise angeordnet sind, welcher in seiner Stellung am offenen Ende der Sockel bohrung 26 durch Umschlagen wie bei 52 gezeigt oder durch andere Mittel wie Preßeinpaszung, Verschraubung oder dergleichen gehalten wird. Da der Haltering 76 sowie die Feder 74 entsprechende ausgerichtete zentrale üifnungen 78 und 80 besitzen, wird an Zugang zur Fettpassung 38 in Konstruktionen geschaffen, bei denen eine Schmierung des Kugelgelenks vorgesehen ist. Eine (nicht dargestellte) Staubkappe kann für eine hermetische Abschließung der Öffnung 78 im Haltering 76 vorgesehen sein.Means other than the elastomeric annular or bulbous may be used Member used to relate the spherical surfaces into engagement brace each other. In Fig. 4 is a further embodiment of a ball joint 10 according to the invention shown, which in the structure of the embodiment of FIG. 1 is identical, with the exception of the elastomeric ring or bead-shaped seal, which by several superimposed de spring washers 74 or (Plate) springs (Belleville springs) is replaced, with the washers 74 between the annular end face 48 of the hemispherical retaining member 30 and a retaining ring 76 are arranged in a compressed manner, which in its position on the open End of the base bore 26 by folding as shown at 52 or by others Means such as press fit, screw connection or the like is held. Since the Retaining ring 76 and the spring 74 correspondingly aligned central openings 78 and 80 is provided at access to fat fit 38 in constructions where a lubrication of the ball joint is provided. A (not shown) A dust cap can be used to hermetically seal the opening 78 in the retaining ring 76 be provided.

In Fig. 5 ist eine weitere erfingsgemäße Ausgestaltung gezeigt, in der das elastomere ring- oder wulstförmige Glied 46 der Fig. 1 oder die Federn 74 der Fig. 4 durch eine Schraubenfeder 82 ersetzt ist bzw. sind, welche im Hohlraum 40 im halbkugelförmigen Lagerhalteglied 30 angeordnet ist, wobei die Schraubenfeder 82 mit Hilfe einer Verschlußkappe 84 in zusammengedrücktem Zustand gehalten wird, die in ein Gewinde 86 geschraubt ist, welches in der Sockelbohrung 26 am Bohrungsende ausgebildet ist.In Fig. 5, a further embodiment according to the invention is shown in the elastomeric annular or bulbous member 46 of FIG. 1 or the springs 74 4 is replaced by a helical spring 82 or are, which are in the cavity 40 is arranged in the hemispherical bearing retaining member 30, the coil spring 82 is held in a compressed state with the aid of a closure cap 84, which is screwed into a thread 86 which is in the base bore 26 at the end of the bore is trained.

Das Kugelgelenk 10 gemäß Fig. 5 kann derart aufgebaut sein, daß es sich fortwährend selbsttätig schmiert oder eine Vorschmierung besitzt. Ist die Schaffung einer Einheit gewünscht, die nicht auseinandergenomnen werden kann, kann die Haltekappe 84 durch Preßsitz oder durch Umschlagen über das offene Ende des Sockels 22 in Stellung gehalten werden.The ball joint 10 according to FIG. 5 can be constructed such that it continuously self-lubricates or has pre-lubrication. Is the creation If a unit that cannot be disassembled is desired, the retaining cap 84 in place by a press fit or by folding over the open end of the base 22 being held.

In Fig. 6 ist ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemaßen Kugelgelenks 10 dargestellt, bei dem das halbkugelförmige Lagerhalteglied 30 in orm eines relativ dünnen Bechers 90 ausgebildet ist, der einen einstückigen nach außen sich erstreckenden kegelstumpfförmigen oder scheibenartigen Flansch 92 besitzt. Der Becher 90 einschließlich des einstückigen Flansches 92 ist bevorzugt ein Stanz- oder Prägeteil, das aus Blech gezogen worden ist, und besitzt eine halbkugelförmige Oberfläche 32, die mit der konkaven halbkugelförmigen Oberfläche 20 der Halbkugel 14 in Eingriff steht. Während eines Zusammenbaus des Gelenkes 10 ist der Becher 90 in der auf der rechten eite der Fig. 6 gezeigten Stellun angeordnet, wobei sich der scheibenartige Flansch 92 in einen erweiterten Bereich 94 der Sockelbohrung 26 erstreckt. Zwischen Bohrung 26 und erweitertem Bereich 94 der Bohrung befindet sich eine ringförmige Stufe 96. Nach einem Umschlagen des Rands 50 des Sockels 22 wie bei 52 auf der linken Seite der Fig.6 gezeigt, gelangt die untere Oberfläche 98 des Flansches 92 in der Nähe seines Rands in einen Eingriff mit der ringförmigen Oberfläche 96, wodurch der scheibenartige Flansch 92 im wesentlichen ebenflächig wie bei 100 gezeigt abgeflacht wird und dadurch die halbkugelförmige Oberflache 32 des Bechers 90 in einen festen Eingriff mit der entsprechenden konkaven halbkugelförmigen Oberfläche 20 der Kugelaussparung 18 gelangt. Die Größe der Vorspannung der konzentrischen sphärischen in einen Eingriff miteinander stehenden Oberflächen ist eine i'unktion der Federcharakteristik des lsiateriais, aus dem der Becher 90 gezogen wird, der Wanddicke des Bechers 90 und des Flansches 92 sowie der Größe der Ab biegung des scheibenartigen Flansches ty2, wenn dieser in seinen im wesentlichen gleichflächigen Zustand wie bei 100 gezeigt während eines Umsenlagens des Sockelrandes 50 in den Zustand gemäß 52 sogeflacht wird.In Fig. 6 is a simplified embodiment of an inventive Ball joint 10 is shown in which the hemispherical bearing retainer member 30 in orm of a relatively thin cup 90 is formed, the one one-piece outwardly extending frustoconical or disk-like flange 92 owns. The cup 90 including the integral flange 92 is preferred a stamped or stamped part that has been drawn from sheet metal, and has a hemispherical shape Surface 32 that mates with the concave hemispherical surface 20 of the hemisphere 14 is engaged. During assembly of the hinge 10, the cup is 90 arranged in the Stellun shown on the right side of FIG. 6, with the disk-like flange 92 in an enlarged area 94 of the base bore 26 extends. Located between the bore 26 and the enlarged area 94 of the bore An annular step 96 is formed. After the edge 50 of the base 22 has been turned over as shown at 52 on the left of Figure 6, the bottom surface comes up 98 of the flange 92 in the vicinity of its edge into engagement with the annular Surface 96, whereby the disc-like flange 92 is substantially planar is flattened as shown at 100 and thereby the hemispherical surface 32 of the cup 90 into tight engagement with the corresponding concave hemispherical Surface 20 of the ball recess 18 arrives. The magnitude of the bias of the concentric spherical surfaces in engagement with one another is a function the spring characteristics of the lsiateriais from which the cup 90 is drawn, the Wall thickness of the cup 90 and the flange 92 and the size of the bend from the disk-like flange ty2, if this in its substantially uniform State as shown at 100 during a folding of the base edge 50 in the State according to 52 is so flattened.

Das erfindungsgemäße Kugel;elenk besitzt gegenüber bekannten Halbkugel-Sockel-Verbindungen den Vorteil, dab eine sehr große Kraft vorn Stumpf auf den Schaft und umgekehrt übertragen werden kann, selbst ei großer Win- kelstellung zwischen den beiden Gliedern, wie dies beispielsweise in Fig. 7 gezeigt ist. Bei extremer Winkelstellung, selbst bei Ausübung einer Kraft längs der Achse des Schaftes 24 wie beispielsweise durch den Pfeil F gezeigt und selbst bei einem Nichteingreifen des Bereichs A der Sockel-Kugeloberiläche 26 mit der Kugelumfangsoberfläche 16 der Halbkugel 14, wird die Kraft zur Umfangsoberfläche 44 des Flansches 42 des Lagerhalteglieds 30 übertragen, wo ein Eingriff mit der Oberfläche der Bohrung 26 in Sockel 22 stattfindet, wie dies beispielsweise durch den Pfeil B gezeigt ist. Die Kraft wird ferner von der halbkugelförmigen Urafangsoberfläche 32 des Lagerhalteglieds 30 zur inneren konkaven halbkugelförmigen Oberfläche 18 der Halbkugel 14 übertragen, wie dies beispielsweise durch die Steile C und D veranschaulicht ist.The ball according to the invention; elenk has, compared to known hemispherical socket connections the advantage that there is a very large force in front of the stump on the shaft and vice versa can be transmitted, even in a big win- position between the two links, as shown in FIG. 7, for example. At extreme Angular position even when a force is exerted along the axis of the shaft 24 as shown by arrow F, for example, and even in the event of a disengagement of the area A of the socket spherical surface 26 with the spherical circumferential surface 16 of FIG Hemisphere 14, the force becomes the peripheral surface 44 of the flange 42 of the bearing retainer 30, where there is engagement with the surface of the bore 26 in socket 22, as shown by arrow B, for example. The power is also from the hemispherical Urafangfläche 32 of the bearing holding member 30 to the inner concave hemispherical surface 18 of the hemisphere 14 transferred, as for example is illustrated by the points C and D.

Ersichtlich weist das Kugelgelenk 11 nach Fig. 3 ebenfalls die Eigenschaft auf, daß beträchtliche Kräfte bei extremen Winkelstellungen übertragen werden können, wenn die auf den Schaft 24 ausgeübte Last direkt aui das einstückige umgekehrte kuppelförmige Glied 64 übertragen wird.It can be seen that the ball joint 11 according to FIG. 3 also has the property that considerable forces can be transmitted at extreme angular positions, when the load exerted on the shaft 24 is directly reversed to the one-piece dome-shaped member 64 is transmitted.

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Claims

Ball joint patent claims b ball joint, thereby g e k e n n z e i c h n e t, that a stump (12) at one end is integral with; this formed hemisphere (14) has that a spherical peripheral surface (16) on the hemisphere (14) and a recess (18) in the end of the hemisphere with a concave substantially hemispherical surface (20) are provided that the spherical peripheral surface and the concave hemispherical surface in the are arranged essentially concentrically to one another that a base (22) is concave spherical surface (28) that coincides with the spherical peripheral surface the hemisphere is in engagement that a cup-shaped bearing retaining member (nG) has a substantially hemispherical peripheral surface (f2) which is concentric arranged to the concave hemispherical surface in the recess of the hemisphere is and is in engagement with this hemispherical surface that a Fat fit (38) on the bottom of the cup-shaped bearing support member is arranged that a biasing means the concentric spherical surfaces urges into reciprocal pivotable displacement engagement, and that a device holds the pretensioner.

2. Ball joint according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the pretensioning device exerts a force directly on the donut-shaped bearing holding member (30) exercises.

3. Ball joint according to claim 2, characterized in that g e 1 e n n -z e i c h n e t, that the biasing device comprises an elastomeric ring, and that the bearing retainer (36) has an end flange which engages with the elastonic ring.

4. Ball joint according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the forsparlnereinrichtun; the cup-shaped bearing support member (30) comprises, which has an outwardly extending end flange and that means is provided, which exerts a force on the flange to make it elastic deform.

5. Ball joint according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, as the concave spherical surface in the base (22) in the form of a separate Ring segment is formed, and that the pretensioning device applies a force to the Exercises a single segment that turns the concentric spherical surfaces into a mutual Intervention is urgent.

6. Ball joint nLiGh claim H, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that the cup-shaped bearing holding member (30) at one end of the base (22) is formed integrally with this.

7. Ball joint according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that aie pretensioning device by folding or constricting an edge of the base (22) is held.

8. Ball joint according to claim 3, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the elastomeric ring by Umsenlagenbzw. Constricting an edge of the Base (22) is held.

G. Ball joint according to claim 4, characterized in that it is 11 -z e i c h n e t that the end flange by folding or constricting an edge of the base (22) is deformed.

10. Ball joint according to claim i, characterized in that g e lç e n n -z e i c h n e t that the pretensioning device comprises an elastomeric ring which is folded over respectively.

Constriction of an edge of the base (22) held ijt.

11. Kugelzenlenk, thereby g e k e n r, u e i c h h n e L den a stump (12) at one end a hemisphere (14) formed in one piece with it has that a spherical peripheral surface (16) on the hemisphere (14) as well a recess (18) in the end of the hemisphere (14) a concave, essentially hemispherical one Surface (20) are provided that the spherical peripheral surface and the concave hemispherical surface are arranged essentially concentrically to one another, that a base (22) has a concave spherical surface (28) with the spherical peripheral surface of the hemisphere is in engagement that a cup-shaped Bearing retaining member (30) having a substantially hemispherical peripheral surface (32) is provided which is concentric to the concave hemispherical surface is arranged in the Aussparunr- the hemisphere and in engagement with this hemispherical surface stands that a pretensioner the concentric spherical surfaces in mutual pivotable displacement engagement urges a device to hold the pretensioner, the concave spherical surface of the base formed in the form of a separate ring segment is that the biasing device exerts a force on the ring segment that the urges concentric spherical surfaces into mutual engagement, and in that the biasing means comprises an elastomeric ring which is folded over or Sinschnüren an edge of the base (22) is held.

12. Ball joint according to claim 11, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the cup-shaped bearing holding member (30) at one end of the base (22) is formed integrally with this.

13. Ball joint, which means that it is a stump (12) at one end a hemisphere (14) formed in one piece with it has that a spherical peripheral surface (16) on the hemisphere (14) and a recess (18) in the end of the hemisphere (14) with a concave substantially hemispherical surface (20) are provided that the spherical peripheral surface and the concave hemispherical surface substantially concentric with one another lie that a base (22) has a concave spherical surface, which in is in engagement with the spherical peripheral surface of the hemisphere, since 3 a cup-shaped bearing retainer member (30) having a substantially hemispherical peripheral surface possesses, aie kon, entrisch to the concave hemispherical o ertl.; iche in aer Recess of the hemisphere is arranged and in engagement with this hemispherical surface stands that an annular end flange on the bearing retainer (30) is provided that a pretensioning device is the concentric spherical Urges surfaces into mutual pivotable displacement engagement, that the biasing means comprises an elastomeric ring which is directly in the compressed State between the annular end flange of the bearing retainer and a folded over Edge of the base (22) is held.

14. Ball joint, thereby g e k e n n n z e i c h n e t that a stump (12) at one end a hemisphere (14) formed in one piece with it has that a spherical peripheral surface (16) on the hemisphere and one Recess (18) in the end of the hemisphere with a concave, essentially hemispherical one Surface (20) are provided that the spherical peripheral surface and the concave hemispherical surface arranged essentially concentrically to one another are that a base (22) has a concave spherical surface that is in a Engagement with the spherical peripheral surface of the hemisphere is that a cup-shaped Bearing holding member (30) has a substantially hemispherical peripheral surface, which are concentric to the concave hemispherical surface in the recess of the Hemisphere is arranged and in engagement with this hemispherical surface stands that a biasing means the concentric spherical surfaces urges into mutual pivotable sliding engagement, the biasing means a cup-shaped bearing retainer member (30) having an outwardly extending one End flange includes, by folding or constricting an edge of the base (22) is elastically deformed during assembly of the ball joint.