DE3210954A1 - Kugelgelenk - Google Patents

Kugelgelenk

Info

Publication number
DE3210954A1
DE3210954A1 DE19823210954 DE3210954A DE3210954A1 DE 3210954 A1 DE3210954 A1 DE 3210954A1 DE 19823210954 DE19823210954 DE 19823210954 DE 3210954 A DE3210954 A DE 3210954A DE 3210954 A1 DE3210954 A1 DE 3210954A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ball
spherical
ball joint
base
joint according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19823210954
Other languages
English (en)
Other versions
DE3210954C2 (de
Inventor
Joseph E. 48101 Birmingham Mich. Smith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gulf and Western Manufacturing Co
Original Assignee
Gulf and Western Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gulf and Western Manufacturing Co filed Critical Gulf and Western Manufacturing Co
Publication of DE3210954A1 publication Critical patent/DE3210954A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3210954C2 publication Critical patent/DE3210954C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0661Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the two co-operative parts each having both convex and concave interfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0604Construction of the male part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0642Special features of the plug or cover on the blind end of the socket
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/32Articulated members
    • Y10T403/32606Pivoted
    • Y10T403/32631Universal ball and socket
    • Y10T403/32737Universal ball and socket including liner, shim, or discrete seat
    • Y10T403/32762Spring-biased seat opposite ball stud

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit verbesserten Lastübertragungseigenschaften, erweitertem Bewegungsbereich und vereinfachtem Aufbau im Vergleich zu bekannten Anordnungen.
Kugelgelenke werden üblicherweise in Lenkgestängen von Kraftfahrzeugen, in Mitnehmerverbindungen, 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 νerschwenkbar Ist.
Kugelgelenke umfassen im allgemeinen einen Stumpf mit einem sich anschließenden Kugelglied, das innerhalb eines Sockels angeordnet ist und mit letzterem in einem verschwenkbaren Verschiebungseingriff steht, wobei der Sockel einen konkaven kugelförmigen Abschnitt aufweist, der einem entsprechenden Abschnitt der Kugel angepaßt ist. Die einander eingreifenden Lageroberflächen von Kugel und Sockel werden oftmals gegeneinander vorgespannt, so daß eine vergleichsweise feste Anordnung geschaffen wird, bei der kein Spiel vorhanden und Klapperfreiheit gegeben ist und automatisch ein Verschleiß der Lageroberflächen kompensiert wird.
Bekannte Kugelgelenke besitzen viele Nachteile. Insbesondere ist die Lastübertragung bei den Gelenken auf den vergleichsweise kleinen Bereich der Umfangsoberflache der Kugel begrenzt, dar mit der entsprechenden Oberfläche des Sockels in Eingriff steht. Es ist ein komplexer Aufbau erforderlich, um eine Vorspannung der Lageroberflächen in spiel- und klapperfreien Anordnungen zu erzielen, bei denen ein Ausfall (Unterbrechung).und ein Verschleiß im Betrieb automatisch zu kompensieren sind. Der Bewegungsbereich oder die Größe der Abwinklung zwischen den durch das Gelenk miteinander verbundenen Einzelteilen sowie die Lastübertragungseigenschaften der Anordnung sind begrenzt.
Gemäß USSN 061 64A werden die Nachteile des Stands der Technik durch Schaffung eines Schwenkgelenks überwunden, das einen Stumpf aufweist, welcher in einem integrierten hohlen halbkugelförmigen Kopfglied endigt, dessen kugelförmige Umfangsoberflache in einem Eingriff mit einer angepaßten konkaven kugelförmigen Oberfläche des Sockels steht, wobei das Halbkugelglied ein im wesentlichen halbkugelförmiges konvexes Haltelagerteil aufweist, welches die Umfangsoberfläche der Halbkugel in einem verschwenkbaren Verschiebungseingriff mit der kugelförmigen Lageroberfläche des Sockels hält. Die Vorspannung der in einem Eingriff stehenden Lageroberfläche wird dadurch bewirkt, daß das Haltelagerglied in elastischer Weise vorgespannt wird oder daß ein elastisches Ringglied vorgesehen ist, welches das Lagerhaiteglied zum halbkugelförmigen Hohlraum in der Halbkugel drängt oder alternativ einen Abschnitt der kugelförmigen Sockeloberfläche in einen Eingriff mit der kugelförmigen Umfangsoberfläche der Halbkugel drängt.
Die Erfindung überwindet die Nachteile nach dem Stand der Technik durch Schaffung eines Kugelgelenks, das im Ver- , gleich zu bekannten hochbeanspruchten Schwenkgelenken, wie z.B. bei LKW- oder Traktor-Verbindungsstangen, Mitnehmerverbindungen, Drehmomentstangen und dergleichen, ein geringeres Gewicht aufweist und demzufolge weniger Material benötigt und auch weniger Einzelteile besitzt. Darüber hinaus schafft die Erfindung ein Schwenkgelenk, bei dem die miteinander verbundenen Einzelteile in einem großen Winkel zueinander beweglich sind, wobei ein fester Sitz zwischen den gegenseitig eingreifenden Lageroberflächen bei Spiel- und Klapperfreiheit gegeben ist und eine Unterbrechung bzw. ein Ausfall sowie ein Verschleiß im Betrieb automatisch ausgeglichen werden.
j a
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch Schaffung eines Kugelgelenks gelöst, das einen Stumpf aufweist, der in einem integrierten Kugelkopfglied endigt, dessen vergleichsweise große kugelförmige Umfangsoberfläehe mit einer entsprechenden konkaven kugelförmigen Oberfläche des Sockels in Eingriff steht und dessen vergleichsweise kleiner im wesentlichen halbkugelformiger konvexer Abschnitt in einen entsprechenden halbkugelförmigen konkaven Abschnitt des Lagerhalteglieds eingreift, welches die kugelförmige große Umfangs ob er fläche der Kugel in einem νerschwenkbaren Verschiebungseingriff mit der kugelförmigen Lageroberfläche des Sockels hält» Die Vorspannung der eingreifenden Lageroberflächen wird durch einen elastischen Ring erzielt, der das Lagerhalteglied zum vergleichsweise kleinen halbkugelförmigen Abschnitt des Kugelglieds drängt, oder in alternativer Weise durch Schaffung eines elastisch verformbaren Halteglieds.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
erfindungsgemäßen Kugelgelenks, 25
Pig. 2 eine Draufsicht auf das Gelenk gemäß Fig. 1 von unten,
S1Xg. 3 eine fragmentarische Ansicht ähnlich der Pig» 1, wobei die Einzelteile vor einem endgültigen Zusammenbau gezeigt sind,
Pig. 4- und 5 Ansichten entsprechend den Pig. 1 bzw. 3 einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 6 und 7 Ansichten entsprechend den Pig. 1 bzw. 3 einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung,
... : J 'J O
Fig. 8 und 10 die Erfindung in weiterer Ausgestaltung in Ansichten entsprechend den Fig. 1 bzw. $,
Fig. 9 eine Draufsicht unter Weglassung eines Teils des Aufbaus nach Fig. 8, und
Fig. 11 eine Teilansicht entsprechend der Fig. 1 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Modifikation.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Kreuz-, Kardan- oder Schwenkgelenks 10 gemäß der Erfindung dargestellt, das eine kaltangeköpfte Kugel 12 mit einem vorstehenden Stumpf 14· umfaßt, der einstückig an dem einen Ende der Kugel ausgebildet ist. Die Kugel 12 besitzt einen Hauptabschnitt 15 mit einem vergleichsweise großen Durchmesser in der Nähe ihrer einstückigen Verbindungsstelle zum Stumpf 14. Die dem Stumpf diametral entgegengesetzte Seite der Kugel 12 weist einen halbkugelförmigen Vorsprung 16 mit einem Durchmesser auf, der im wesentlichen kleiner als der Durchmesser des Hauptabschnitts 15 der Kugel ist, wobei eine im allgemeinen flache ringförmige Schulter 18 den halbkugelförmigen Vorsprung 16 umschließt. Der Hauptabschnitt 15 der Kugel 12 weist zwischen der Schulter 18 und dem Stumpf 14 eine kugelförmige Oberfläche 19 auf. Die Kugel 1P ist in einem Sockel 20 angeordnet, der eine Bohrung ?2 und einen einstückig ausgebildeten Schaft 26 besitzt, welcher von einer Außenoberfläche des Sockels hervorsteht. Die Bohrung 22 ist mit einer kugelförmigen Oberfläche 23 versehen, die mit der kugelförmigen Oberfläche 19 des Hauptabschnitts 15 der Kugel 12 eingreifend zusammenpaßt. Die Sockelbohrung 22 divergiert radial in Erstreckungsrichtung des Stumpfs 14·, so daß ein kegelstumpfförmiger Bohrungsendabschnitt 24 ausgebildet wird, der einem nach außen sich erstreckenden kegelstumpfförmigen einstückig ausgebildeten Halteflansch 28 entspricht, über den ein ringförmiger Wulst 30 gespannt ist, welcher am Endrand einer
flexiblen ölbeständigen Balgdichtung $2 ausgebildet ist, deren anderer Endrand einen ringförmigen Flansch 34 besitzt, welcher sich um den Umfang des Stumpfs 14 erstreckt bzw. gespannt ist. Die Dichtung 32 umfaßt einen balgartigen gefalteten Teil 35» so daß bei festgehaltenen Enden der Dichtung die Dichtung in großem Maße gedreht, gespannt und zusammengedrückt werden kann, ohne daß diese beschädigt wird.
Die Bohrung 22 des Sockels 20 endigt beim anderen Bohrungsende mit einer ringförmigen Schulter 36 (Stufe) und einer ringförmigen Lippe 38, die eine kreisförmige Nut 39 bilden, welche eine im allgemeinen scheibenartige Haltekappe 40 aufnimmt. Die Haltekappe 40 ist bevorzugterweise ein Stanz- oder Prägeteil aus Federstahl, das mit einem mittig angeordneten Hals 41 mit einem Gewinde, einer teilweise kugelförmigen Aussparung 42 und einem Umfangsflansch 44 ausgebildet ist, wobei zwischen Aussparung 42 und Umfangsflansch 44 eine Umkehrkrümmung 46 geformt ist. In den Hals 41 ist eine Schmiervorrichtung 48 eingeschraubt.
Gemäß Fig. 3 ist der Sockel 20 ursprünglich mit einem geraden Lippenflansch oder einem Rand 38' versehen, und die drei das Kugelgelenk 10 gemäß der Erfindung bildenden Hauptteile werden zusammengebaut, indem die Kugel 12 in der Bohrung 22 des Sockels 20 angeordnet, die Haltekappe 40 mit ihrer teilweise kugelförmigen Aussparung 42 in einen Eingriff mit dem halbkugelförmigen Vorsprung 16 der Kugel gebracht und ein Einschnürungs- bzw. Umschlage-Vorgang durchgeführt wird, d.h. der Sockelrand 38' umgebogen wird, so daß der Rand des Umfangsflansches 44 der Haltekappe 40 in der kreisförmigen Nut 39 zwischen der ringförmigen Schulter 36 des Sockels und der umgebogenen ringförmigen Lippe 38 gemäß Fig. 1 festgehalten wird.
Während des Umschlagevorgangs wird der Rand des Umfangsflansches 44 elastisch abgeflacht, was zur Folge hat, daß eine Vorspannung auf die zusammengesetzten Teile ausgeübt
wird. Die Vorspannung bewirkt, daß die teilweise kugelförmige Oberfläche 19 des Hauptabschnitts 15 der Kugel fest mit der teilweise kugelförmigen Oberfläche 23 der Sockelbohrung 22 eingreift. Ferner bewirkt die Vorspannung ein festes eingreifendes Anlegen der teilweise kugelförmigen Oberfläche der Aussparung 42 der Haltekappe 4-0 an die entsprechende Oberfläche des halbkugelförmigen Vorsprungs 16 der Kugel 12. Demzufolge wird durch ein Umschlagen die Anordnung nicht nur endgültig zusammengebaut, sondern auch eine Vorspannung auf die Lagerflächen ausgeübt, die in einem gegenseitigen Schwenkeingriff stehen, wodurch ein Klappern verhindert und ein Spiel automatisch kompensiert wird, welches aufgrund des normalen Verschleisses des Gelenks im Betrieb nach einem Zusammenbau entsteht.
Die Mitte der kugelförmigen Oberfläche 19 des Hauptabschnitts 15 fällt mit der Mitte des halbkugelförmigen Vorsprungs 16 der Kugel derart zusammen, daß das erfindungsgemäße Kugelgelenk in eine extreme Stellung abgewinkelt werden kann, wie dies in strichpunktierter Linie in Pig. 1 dargestellt ist, und zwar ohne jedwedes Festgehen oder Klemmen.
Nach den Fig. 4 und 5 besteht eine erfindungsgemäße Ausführungsform 50 aus der vorstehend beschriebenen Kugel und einem Sockel 20, wobei die Kugel 12 in der Bohrung des Sockels 20 durch eine modifizierte vergleichsweise steife Haltekappe 54 gehalten wird. Die Haltekappe 54
JO besitzt eine mit einem Gewinde versehene mittige öffnung 56, die mit der Schmiervorrichtung 48 versehen ist, wobei die Haltekappe 54 ferner eine kugelförmige Aussparung 58 und einen Umfangsflansch 60 aufweist. Die kugelförmige Aussparung 58 stützt sich gegen den halbkugelförmigen Vorsprung 16 der Halbkugel 12 ab. Die Vorspanneinrichtung, welche eine Vorspannung auf die eingreifenden Lagerflächen ausübt, wird durch ein Federglied geschaf-
fen, welches von der Haltekappe 54 getrennt und in Form eines scheibenartigen Federrings 62 ausgebildet ist, der zwischen der Sockellippe 38 und dem Umfangsflansch 60 am Rand der Haltekappe 54 angeordnet ist. Der Federring 62 ist normalerweise kegelstumpfförmig, wie dies in .Fig. 5 gezeigt ist. Vor einem endgültigen Zusammenbau des Kugelgelenks 50 wird die Haltekappe 54 mit ihrem Umfangsflansch 60 gegen die Sockelbohrungsschulter 36 gelegt angeordnet, und der scheibenartige Federring 62 gegen den Umfangsflansch 60 der Haltekappe 54 eingebaut«, Nach einer Ausbildung der Sockellippe 38 durch Umschlagen oder Umbiegen des Sockelrands 38' ist der scheibenartige Federring 62 elastisch abgeflacht und wird gegen den Umfangsflansch 60 der Haltekappe 54 gedrückt gehalten, wobei sowohl der abgeflachte Federring 62 als auch der Umfangsflansch 60 der Haltekappe in der kreisförmigen Nut 39 festgehalten werden, die zwischen der ringförmigen Sockelstufe 36 und der ringförmigen Lippe 38 ausgebildet ist«
Nach den Fig. 6 und 7 besteht eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform 70 aus der vorstehend beschriebenen Kugel 12 und einem Sockel 20, und es ist ferner eine modifizierte Haltekappe 72 vorgesehen, die eine mit einem Gewinde versehene mittige Öffnung 74, eine mittige Aussparung 76 sowie einen Umfangsflansch 78 hat. Die mit einem Gewinde versehene Öffnung 74 nimmt die Schmiervorrichtung 48 auf. Ein separates scheibenartiges Federglied 80 findet zusammen mit der Haltekappe 72 Verwendung, um eine Vorspannung auf die Lagerflächen des Kugelgelenks 70 auszuüben. Das scheibenartige Federglied 80 ist mit einem kegelstumpfförmigen Umfangsflansch 81, einer ringförmigen Aussparung 82 sowie einer Umkehrkrümmung 84 an der Verbindungsstelle zwischen der ringförmigen Aussparung 82 und dem kegelstumpfförmigen Umfangsflansch 81 versehen.
Das scheibenartige Federglied 80 ist über den Rand seines kegelstumpfförmigen Flansches 81 durch die Haltekappe 72 abgestützt und gespannt, und die ringförmige Aussparung
des Federglieds 80 besitzt eine kugelförmige Oberfläche, die gegen die Umfangsoberflache des halbkugelförmigen Vorsprungs 16 der Kugel 12 eingreift.
I"ür einen Zusammenbau des Kugelgelenks 70 gemäß Fig. 7 wird das scheibenartige Federglied 80 über die Kugel 1.° gelegt, wobei die ringförmige Aussparung 82 über dem halbkugelförmigen Vorsprung 16 eingreift. Dann wird die Haltekappe 72 über dem scheibenartigen Federglied 80 angeordnet und der Sockelrand 38' zwecks Ausbildung der ringförmigen Lippe 38 gemäß Fig. 6 umgeschlagen oder umgebogen, wodurch die Haltekappe 72 versetzt wird, bis ihr Umfangsflansch gegen die ringförmige Sockelschulter 36 anstößt und den Umfangsflansch 78 der Haltekappe 72 in der auf diese Weise ausgebildeten Nut 39 hält. Beim Umschlagen wird das scheibenartige Federglied 80 teilweise abgeflacht und hält die Kugel 12 in sicherer Anordnung im Sockel 20, wobei das gespannte scheibenartige Federglied 80 die Vorspannung der einander eingreifenden Lagerflächen hervorruft.
Die Erfindung ist grundsätzlich auch auf Kugelgelenke mit Vollkugel-Ausbildung anwendbar. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Kugelgelenks 90 ist in den Fig. 8 bis dargestellt. Das Kugelgelenk 90 umfaßt eine Volllcugel 112, die einstückig am Ende eines Stumpfs 114 ausgebildet ist. Die Kugel 112 ist im allgemeinen kugelförmig, mit Ausnahme einer flachen Oberfläche 115» die auf einem Kugelabschnitt ausgebildet ist, der dem Stumpf 114 diametral entgegengesetzt ist. Die Kugel 112 liegt in einem Sockel 120 mit einer Bohrung 122, die mit einem kugelförmigen Oberflächenabschnitt 123 versehen ist, welcher mit der kugelförmigen Oberfläche 119 der Kugel 112 in Eingriff steht. Der Sockel 120 besitzt einen nach außen divergierenden kegelstumpfförmigen Endabschnitt 124, wobei das Gehäuse des Sockels 120 einen entsprechenden nach außen divergierenden im allgemeinen kegelstumpfförmigen Flansch 128 bildet, über dem
Δ ί -J Ό O
der wulstartige Rand 30 der Balgdichtung 32 befestigt ist. Die Sockelbohrung 122 hat einen erweiterten zylindrischen Bohrungsabschnitt 125, wobei eine ringförmige Schulteroberfläche 127 zwischen dem kugelförmigen Abschnitt 123 der Bohrung 122 und dem erweiterten zylindrischen Bohrungsabschnitt 125 ausgebildet ist. Die Oberfläche der ringförmigen Schulter 127 befindet sich in einer gedachten Ebene, die die kugelförmig Oberfläche 119 der Kugel 112 im wesentlichen längs eines Durchmessers schneidet. Die Haltekappe 40 weist den gleichen Aufbau auf wie die Haltekappe 40 nach den Fig. 1 bis 3, mit Ausnahme der kugelförmigen Kappenaussparung 72, die eine Größe besitzt, daß die Vollkugel 112 aufgenommen wird. Für eine zuverlässige Funktion des Kugelgelenks 90 nach den Fig. 8 bis 10 ist es nicht erforderlich, daß die Kugel 112 mit einer flachen Oberfläche 115 versehen ist, wie dies gezeigt ist. Ist jedoch die Kugel 112 mit einer derartigen flachen Oberfläche 115 ausgestattet, die so gelegen ist, daß sie dem Ausgang der Schmiervorrichtung 4-8 entspricht, wird ein Raum geschaffen, der nach einem Füllen mit Fett als Schmiermittelreservoir dient.
Wie am besten der Fig. 9 zu entnehmen ist, sind der kegelstumpfförmige Bohrungsendabschnitt 124 des Sockels sowie der entsprechende nach außen erweiterte Flansch 128 nicht notwendigerweise kreisförmig und können auch elliptisch geformt sein, so daß eine Schwenkbewegung des Stumpfs 114 auf einem größeren Bogen längs des größeren Ellipsendurchmessers als längs des kleineren Durchmessers der Ellipse möglich ist. Bei einem derartigen Aufbau wird eine größere Winkelbewegung für den Stumpf 114 längs der Längsachse des Schafts 126 als längs der Achse senkrecht zur Längsachse des Schafts geschaffen, wobei der besondere Vorteil erzielt wird, daß ein derartiges Kugelgelenk zur Verbindung eines Lenkarms mit einer Lenkverbindungsstange eines Kraftfahrzeugs verwendet werden kann, bei dem ein seitliches Schwenken des Stumpfs 114
.:',; ι J d 5 4
relativ zum Schaft 126 vergleichsweise klein ist im Vergleich zur Primärschwenkbewegung längs der Schaftachse und nur groß genug sein muß, um den schmalen Bewegungsbereich des Lenkarms außerhalb einer Horizontalebene beispielsweise infolge des Sturzes des gelenkten Straßenrads aufzunehmen. Der Aufbau nach Fig. 9 schafft eine zusätzliche Umwicklung der kugelförmigen Sockeloberfläche 123 um die Kugel 112 in seitlichen Gockelabschnitten 15Ο gemäß Fig. 9, was zur Folge hat, daß die Festigkeit des Sockels 120 sehr groß ist im Vergleich zu bekannten Aufbauten und ein erhöhter Verschleiß der kugelförmigen Lageroberfläche 123 des Sockels auftreten kann, bevor die Gefahr eintritt, daß die Kugel 112 vom Sockel 120 gezogen wird. Darüber hinaus schafft ein nichtkreisförmiger Halteflansch 128 eine bessere Befestigung für das Ende der Dichtung 32, das mit dem ringförmigen Wulst 30 versehen ist, und verhindert ein Drehen der Dichtung 35 relativ zum Sockel 120.
In Fig. 11 ist ein anderes Kugelgelenk 10' dargestellt, das anstelle einer einstückigen Kugel 12 gemäß den Fig. 1 bis 7 eine zweiteilige Kugel 12' aufweist, welche einen einstückig mit dem Stumpf 14 verbundenen Halbkugelabschnitt 15' und einen getrennten im wesentlichen halbkugelförmigen Abschnitt 16' aufweist, der den integrierten halbkugelförmigen Vorsprung 16 der Konstruktion nach den Fig. 1 bis 7 ersetzt. Die Halbkugel 15' hat eine kreisförmige flache Oberfläche 18', die mit einer entsprechenden kreisförmigen flachen Oberfläche 116 in Eingriff steht, welche das Ende des halbkugelförmigen Glieds 16' bildet. Ein derartiger in Fig. 11 dargestellter Aufbau mit zwei getrennten Abschnitten für eine Kugel 12' ermöglicht größere Herstellungstoleranzen und geringere Ausrichtungsgenauigkeit der Teile bei einem Zusammenbau, ohne daß ein unzulässiges Festgehen oder Fressen der oder eine übermäßig große Reibung zwischen den verschwenkbaren Lagerflächen der Teile verursacht wird.
Zwecks Erleichterung der Schmierung der einander eingreifenden Lagerflächen können die kugelförmige Oberfläche der Sockelbohrung 22 gemäß den Fig. 1 bis 7 und 11 und die kugelförmige Oberfläche 123 der Sockelbohrung 122 gemäß Fig. 8 mit geeigneten (nicht dargestellten) Nuten versehen sein, die auch die Übertragung des Schmiermittels von derjenigen Seite der Kugel erleichtert, die durch das Halteglied abgedeckt ist, wobei eine Schmiervorrichtung 4-8 zum Raum unter der Dichtung 32 auf der anderen Seite der Kugel vorgesehen ist.
Leerseite

Claims (10)

  1. : ι 5 4
    PATENTANWÄLTE KOSTE R & HANKE
    LEOPOLDSTRASSE 77 ■ D-βΟΟΟ MÖNCHEN 40
    GULP & WESTEEN COMPANY 26261 Evergreen Road
    Southfield, Michigan 48076
    U.S.A.
    München, den 25.3.1982 Hk/Sv- H 1014
    Kugelgelenk
    Patentansprüche
    Kugelgelenk, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kugel (12,12',112) mit einem Sockel (20,120) in einem gegenseitigen verschwenkbaren Verschiebungseingriff steht und einen Stumpf (14,114) aufweist, der einstückig an dem einen Kugelende ausgebildet ist und durch ein Sockelende nach außen hervorsteht, daß die ^ Kugel eine kugelförmige Umfangsoberfläche (19) aufweist, daß der Sockel eine konkave kugelförmige Bohrungsoberfläche (23) besitzt, welche in einem Eingriff mit einem Abschnitt der kugelförmigen Umfangsoberfläche der Kugel in der Nähe des Stumpfs steht, daß am anderen Ende des Sockels ein scheibenförmiges Halteglied (40,54) mit einer teilweise kugelförmigen Aussparung (42) vorgesehen ist, die konzentrisch zu einem Abschnitt der kugelförmigen Umfangsoberfläche der Kugel verläuft und in einem Eingriff mit diesem Abschnitt steht, welcher vom Stumpf am weitesten entfernt ist, daß eine Vorspanneinrichtung mit dem Halteglied zusammenwirkt, um die konzentrischen kugelförmigen Oberflächen in einen gegenseitigen verschwenkbaren Ver-
    schiebungseingriff zu drängen, und daß eine Einrichtung sowohl die Vorspanneinrichtung als auch das Halteglied am anderen Sockelende hält, wobei diese Einrichtung eine ringförmige Schulter (36) im Sockel in nächster Nähe zum anderen Sockelende umfaßt und das andere Sockelende einen Rand (38') jenseits der ringförmigen Schulter bildet, der zwecks Ausbildung einer Lippe. (38) umgebogen wird, um den Umfang des scheibenförmigen Halteglieds gegen die ringförmige Schulter zu halten.
  2. 2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspanneinrichtung das scheibenförmige Halteglied (40) ist, welches aus einem Federstahl ausgebildet ist und einen integrierten kegelstumpfförmigen Flanschabschnitt aufweist, dessen Umfang elastisch verformt wird, wenn dieser zwischen der ringförmigen Schulter (36) und der Lippe (38) des Sockels eingreift.
  3. 3. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch g ek e η η zeichnet , daß die Vorspanneinrichtung ein kegelstumpfförmiges ringförmiges Federglied (62) umfaßt, das zwischen der Lippe (38) und dem scheibenförmigen Halteglied (54) angeordnet ist, wobei das kegelstumpfförmige ringförmige Federglied im wesentlichen abgeflacht wird, wenn die Lippe verformt wird.
  4. 4. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspanneinrichtung ein kegelstumpfförmiger scheibenartiger Federstahlring (80) mit einem ringförmigen konkaven kugelförmigen Abschnitt lot, der in einem Eingriff mit einem Abschnitt der kugelförmigen Oberfläche der Kugel steht, wobei das scheibenförmige Halteglied (72) mit dem Rand des Federstahlrings eingreift und einen Druck gegen diesen Rand ausübt, wenn das Halteglied mit dem ande-
    ren Sockelende befestigt ist und dessen Umfang zwischen der ringförmigen Schulter (56) und der Lippe (38) eingreift.
  5. 5· Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kugel eine Vollkugel ist.
  6. 6. Kugelgelenk nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet , daß die Vollkugel eine flache Oberfläche (115) aufweist, die dem Stumpf (114) diametral entgegengesetzt angeordnet ist.
  7. 7· Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch g e k e nn zeichnet , daß eine Schmiervorrichtung (48) vorgesehen ist, die im wesentlichen in der Mitte des scheibenförmigen Haltepjlieds angeordnet ist.
  8. 8. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kugel einen Abschnitt im wesentlichen in Form einer Halbkugel zwecks Anpassung der kugelförmigen Teiloberfläche im Sockel und einen im wesentlichen halbkugelförmigen Abschnitt kleineren Durchmessers zwecks Anpassung der teilweise kugelför-' migen Aussparung im scheibenförmigen Halteglied aufweist.
  9. 9. Kugelgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Halbkugelabschnitt einstückig mit dem halbkugelförmigen Abschnitt ausgebildet ist.
  10. 10.Kugelgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Halbkugelabschnitt (151) und der halbkugelförmige Abschnitt (16') getrennt ausgebildet sind und jeweils eine plane Oberfläche besitzen, die einander entsprechen und in einem Eingriff sind.
DE3210954A 1981-04-06 1982-03-25 Kugelgelenk Expired - Fee Related DE3210954C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/251,254 US4415291A (en) 1979-07-30 1981-04-06 Ball and socket joints

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3210954A1 true DE3210954A1 (de) 1982-10-21
DE3210954C2 DE3210954C2 (de) 1994-09-22

Family

ID=22951144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3210954A Expired - Fee Related DE3210954C2 (de) 1981-04-06 1982-03-25 Kugelgelenk

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4415291A (de)
JP (1) JPS57177418A (de)
BE (1) BE892753A (de)
CA (1) CA1179853A (de)
DE (1) DE3210954C2 (de)
FR (1) FR2503291A1 (de)
GB (1) GB2100338B (de)
IT (1) IT1147837B (de)
NO (1) NO821146L (de)
SE (1) SE8201610L (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008026466A1 (de) 2008-06-03 2009-12-10 Behr Gmbh & Co. Kg Kraftfahrzeugklimaanlage mit Gelenkverbindung
DE102018131957A1 (de) * 2018-12-12 2020-06-18 Krones Aktiengesellschaft Gelenk und Verfahren zur Herstellung eines spielarmen oder spielfreien Kugelgelenkes

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3200082A1 (de) * 1982-01-05 1983-07-14 Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen Hydraulischer steuerzylinder zur einstellung des schnitthorizontes untertaegiger gewinnungsmaschinen
DE3315718C2 (de) * 1983-04-29 1986-06-26 Lemförder Metallwaren AG, 2844 Lemförde Kugelgelenk für insbesondere hochbelastete Gelenkgestänge in Kraftfahrzeugen
DE19513826C1 (de) * 1995-04-12 1996-07-04 Trw Fahrwerksyst Gmbh & Co Kugelgelenk
US5597258A (en) * 1996-02-02 1997-01-28 American Axle & Manufacturing Inc. Preloaded pivot joint
DE19638466C1 (de) * 1996-09-19 1998-03-26 Trw Fahrwerksyst Gmbh & Co Kugelgelenke sowie Vorrichtung zur Montage eines Kugelgelenkes
US6082139A (en) * 1998-12-30 2000-07-04 Davidziak; Andre Jewelry article with universally moveable appendages
US7549563B2 (en) * 2003-12-30 2009-06-23 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Rotating curved cutter stapler
DE202004012604U1 (de) * 2004-08-11 2004-12-23 Trw Automotive Gmbh Kugelgelenk
FR3016940B1 (fr) * 2014-01-29 2016-12-02 Jtekt Europe Sas Utilisation d’une coupelle d’obturation de rotule comme organe de rattrapage de jeu
DE102014105165A1 (de) * 2014-04-11 2015-10-15 Norma Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders und Steckverbinder
DE102016225293A1 (de) * 2016-12-16 2018-06-21 Mekra Lang Gmbh & Co. Kg Kugelgelenkvorrichtung, Befestigungsvorrichtung und indirektes Sichtsystem für Fahrzeuge
US10605309B2 (en) * 2017-02-15 2020-03-31 Mevotech Lp Snap-in bearing for automotive ball joint
US11396906B2 (en) * 2018-07-18 2022-07-26 Federal-Mogul Motorparts, LLC Ball socket assembly with a preload bearing

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2848260A (en) * 1957-04-29 1958-08-19 Harry Frankel Replaceable ball-joint unit
DE1826870U (de) * 1959-05-23 1961-02-16 Ehrenreich & Cie A Kugelgelenk.
DE1203053B (de) * 1962-11-08 1965-10-14 Gen Motors Corp Schutzelement fuer einen Gewindezapfen eines Kugelgelenks
US3376058A (en) * 1965-07-21 1968-04-02 Trw Inc Joint with contoured plug closure
DE1300368B (de) * 1967-03-23 1969-07-31 Trw Inc Kugelgelenk
DE2162597A1 (de) * 1971-01-28 1972-11-09 Ishikawa Tekko K.K., Tokio Kugelgelenk
DE2337147A1 (de) * 1972-08-10 1974-02-28 Trw Inc Kugelgelenk
DE2456571A1 (de) * 1973-11-29 1975-06-12 Tokai Trw & Co Kugelgelenk
DE2710768A1 (de) * 1976-03-11 1977-09-22 Trw Inc Kugel-pfannen-gelenk
DE3000764A1 (de) * 1979-03-02 1980-09-11 Gulf & Western Mfg Co Kugelgelenkkonstruktion fuer spurstangen

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR924925A (fr) * 1945-12-27 1947-08-20 Thompson Prod Inc Articulation de barre d'accouplement avec coussinet en caoutchouc, notamment pour directions d'automobiles
US2707645A (en) * 1951-02-09 1955-05-03 Harry Frankel Joint
DE873022C (de) * 1951-02-16 1953-04-09 Ehrenreich & Cie A Allseitig bewegliches Gelenk
DE1088824B (de) * 1959-07-22 1960-09-08 Ehrenreich & Cie A Traggelenk fuer die Radaufhaengung von Kraftfahrzeugen
FR1258410A (fr) * 1960-03-03 1961-04-14 Fr Edrastop Soc Perfectionnements apportés aux dispositifs d'assemblage à rotule entre deux éléments
GB1125420A (en) * 1967-01-20 1968-08-28 Trw Inc Improvements in or relating to ball joint assemblies
FR1509830A (fr) * 1967-02-01 1968-01-12 Trw Inc Joint à rotule
FR1523060A (fr) * 1967-05-18 1968-04-26 Trw Inc Procédé et appareil pour le montage d'un joint à rotule
US3656221A (en) * 1970-02-02 1972-04-18 Moog Industries Inc Method of assembly of joint devices and apparatus therefor
US3667789A (en) * 1970-10-12 1972-06-06 Moog Industries Inc Assembly tolerance control spacer
US3791748A (en) * 1972-04-17 1974-02-12 Dart Ind Inc Ball joint with manually operable, sensible wear indicator
US3850443A (en) * 1973-06-04 1974-11-26 Chrysler Corp Ball joint
US4113396A (en) * 1977-08-31 1978-09-12 General Motors Corporation Ball joint with slotted spring biased stud

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2848260A (en) * 1957-04-29 1958-08-19 Harry Frankel Replaceable ball-joint unit
DE1826870U (de) * 1959-05-23 1961-02-16 Ehrenreich & Cie A Kugelgelenk.
DE1203053B (de) * 1962-11-08 1965-10-14 Gen Motors Corp Schutzelement fuer einen Gewindezapfen eines Kugelgelenks
US3376058A (en) * 1965-07-21 1968-04-02 Trw Inc Joint with contoured plug closure
DE1300368B (de) * 1967-03-23 1969-07-31 Trw Inc Kugelgelenk
DE2162597A1 (de) * 1971-01-28 1972-11-09 Ishikawa Tekko K.K., Tokio Kugelgelenk
DE2337147A1 (de) * 1972-08-10 1974-02-28 Trw Inc Kugelgelenk
DE2456571A1 (de) * 1973-11-29 1975-06-12 Tokai Trw & Co Kugelgelenk
DE2710768A1 (de) * 1976-03-11 1977-09-22 Trw Inc Kugel-pfannen-gelenk
DE3000764A1 (de) * 1979-03-02 1980-09-11 Gulf & Western Mfg Co Kugelgelenkkonstruktion fuer spurstangen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Pat. Anm. E 3353, 47b v. 29.5.52 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008026466A1 (de) 2008-06-03 2009-12-10 Behr Gmbh & Co. Kg Kraftfahrzeugklimaanlage mit Gelenkverbindung
DE102018131957A1 (de) * 2018-12-12 2020-06-18 Krones Aktiengesellschaft Gelenk und Verfahren zur Herstellung eines spielarmen oder spielfreien Kugelgelenkes

Also Published As

Publication number Publication date
FR2503291A1 (fr) 1982-10-08
CA1179853A (en) 1984-12-27
IT8248125A0 (it) 1982-03-30
IT1147837B (it) 1986-11-26
JPS57177418A (en) 1982-11-01
SE8201610L (sv) 1982-10-07
BE892753A (fr) 1982-08-02
GB2100338B (en) 1985-04-24
US4415291A (en) 1983-11-15
DE3210954C2 (de) 1994-09-22
NO821146L (no) 1982-10-07
GB2100338A (en) 1982-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2900042C2 (de)
DE3309644C2 (de) Dichtungsmanschette
EP1463891B1 (de) Kugelgelenk
DE4032541C2 (de)
DE2326018C3 (de) Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen
DE202005016823U1 (de) Befestigungseinrichtung mit Toleranzausgleich
DE3210954A1 (de) Kugelgelenk
DE3635278A1 (de) Schalthebel-vorrichtung
DE2301297A1 (de) Anordnung zur verbindung einer welle mit einer kardangelenkgabel
DE2365662A1 (de) Kugelgelenk
DE3700057A1 (de) Kugelgelenk
DE10158022A1 (de) Kugelgelenk mit einem System zur Beschränkung einer Winkelbewegung
DE3000764A1 (de) Kugelgelenkkonstruktion fuer spurstangen
DE19756756C1 (de) Kugelgelenk
DE1286822B (de) Dichtungsanordnung fuer Zapfengelenk
DE69828344T2 (de) Schutzhülle für ein Kugelgelenk
DE3216169A1 (de) Kugelgelenk
EP0348642A1 (de) Kugelgelenk
DE1450064B2 (de) Sich selbst nachstellendes kugelgelenk mit einem pfannengelenk
DE8232482U1 (de) Scheibenwischerschwenkvorrichtung
DE3800314C2 (de)
DE4204630C2 (de) Kugelraste für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelementes
DE3210953A1 (de) Kugelgelenk
DE4010137A1 (de) Vorrichtung zur lagerung eines schaltgetriebehebels
DE10157935A1 (de) Befestigungsring für eine Dichtmanschette eines Kugelgelenks

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: BLUMBACH, P., DIPL.-ING., 6200 WIESBADEN WESER, W.

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: BLUMBACH, KRAMER & PARTNER, 65193 WIESBADEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee