DE3440044A1

DE3440044A1 - Elastisches pendelgelenk fuer fahrwerksteile in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3440044A1
Application number: DE3440044A
Authority: DE
Inventors: Günter 2845 Damme Münch
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3440044C2

Description

Elastisches Pendelgelenk für Fahrwerkstei1 in Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft ein elastisches Pendelgelenk für Fahrwerksteile in Kraftfahrzeugen mit Merkmalen nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

j 5 Pendelgelenke mit diesen Gattungsmerkmalen sind aus

der DE-PS 854 731 und aus der DE-AS 1 057 833 bekannt. Bei der Anordnung nach der DE-PS 854 731 i"st der als Kugel ausgebildete Gelenkkörper aus einem anderen Werkstoff hergestellt als der Gelenkzapfen, auf dessen - 10 inneres Ende er aufgesetzt ist. Die Gelenkkugel ist dabei innerhalb des Gehäuses in einer Gelenkschale aus einem Elastomer mit relativ großer Wandstärke gelagert, Die Gelenkschale aus Elastomer ist aus Gründen der Festigkeit von dem Gehäuse weitestgehend umschlossen und sitzt unter erheblicher Vorspannung in dem Gehäuse, so daß der Gelenkzapfen bei seinen Auslenkbewegungen erhebliche Rückstel1kräfte aufbaut, wobei er durch eine verhältnismäßig enge öffnung aus dem Gehäuse herausgeführt ist und diese enge öffnung die Beweglichkeit des Gelenkzapfens begrenzt. Die DE-AS 1 057 833 zeigt einen einstückigen Gelenkzapfen mit

Gelenkkugel, die unmittelbaren einer Gelenkschale aus einem Elastomer oder in einer Schale aus einem ^- getränkten Gewebe abgestützt ist, die sich ihrer- ^-''■ seits mittelbar oder unmittelbar an einem rückwärtigen Polster aus einem Elastomer abstützt, welches von dem starren Gehäuse ebenfalls weitestgehend umschlossen sein muß, so daß die kardanische Beweglichkeit des Gelenkzap-fens durch eine kleine Gehäuseöffnung begrenzt'ist. Beide bekannte Ausführungen.

sind als radial belastbare Kugelgelenke ausgeführt, bei dem die Montage des Gelenks von der dem Gelenkzapfen gegenüberliegenden, durch einen Deckel verschließbaren Gehäuseseite her erfolgt.Eine Ausbildung als axial belastbares Pendellager ist somit nicht möglich.

-' Lagerschalen aus elastischem Werkstoff mit auf der Gleitfläche angeordneten, mit Fett gefüllten Schmiertaschen sind durch praktische Ausführungen bekannt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein elastisches Pendelgelenk der bekannten Art in der Weise auszubilden, daß die wahlweise Herstellung von axial oder radial belastbaren, von Rückstellkräften freien Pendel gelenken mit möglichst vielen bei unterschiedlichen Baugrößen verwendbaren Teilen kostengünstig und montagefreundlich durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Ausbildungsmerkmalen nach dem Kennzeichen des Patentanspruches gelöst.

Die Erfindungsmerkmale ermöglichen die getrennte Herstellung der Gelenkkugel und des Gelenkzapfens aus unterschiedlichen Werkstoffen in Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck und die Verwendung ein-

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zeiner Teile für unterschiedliche Baugrößen, teilweise unabhängig von der radial oder axial belastbaren Gelenkausbildung.

Alle Teile des Gelenkes sind kostengünstig mit geringem technischen Aufwand herstellbar und je nach Baugröße und Verwendungszweck zu einem Gelenk zusammenzufügen. Außerhalb des Tragf 1 ächenbereiches„ kann der Gelenkkörper Abflachungen aufweisen, die in dem Gehäuse Hohlräume bilden, welche mit Fettvorräten gefüllt werden können. Ein Gelenk mit den Erfindungsmerkmalen kann durch geringe Konturenüberdeckungen der ohne Vorspannung eingebauten Lagerschale im Tragflächenbereich den Schrumpfungssatz des elastomeren Materials der Lagerschale eliminieren. Bei axial belastbarer Ausbildung des Gelenks kann der Kragenrand der Lagerschale wulstig ausgeführt sein und dann als Dämpfungsglied im äußeren Bereich der Auslenkbewegungen des Gelenkzapfens wirksam werden, ohne die Torsionsbewegungen einzuengen. Ein Gelenk mit diesen Ausbildungsmerkmalen ist bei Auslenkbewegungen frei von Rückstel1kräften.

Bei einer zur Lösung der gestel1 ten Aufgabe bevorzugten Ausführungsform sind der innere Gelenkkörper und das in ihn hineinragende Ende des Gelenkzapfens durch eine Zwischenhülse miteinander verbunden, die in einer Ausnehmung des inneren'Gelenkkörpers verdrehsicher angeordnet ist und das Ende des Gelenkzapfens axial unverschieblich umschließt. Dies führt zu einer Steckverbindung zwischen dem Gelenkzapfen und dem Gelenkkörper, wobei die Verdrehsicherung der Hülse · in dem Gelenkkörper durch asymmetrische Ausbildung erreicht werden kann, so daß die Hülse mit Vorsprüngen oder dgl. in das Material des Gelenkkörpers eingreift. Letzterer kann vor allem aus Aluminium oder

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auch aus hartem Kunststoff hergestellt sein. Für die Halterung des Gelenkzapfens in der Zwischen- ^ " hülse ist eine Ausnehmung am Zapfenumfang und eine

^,.- nach innen \x\ diese Ausnehmung einfassende Einschnü-

rung, z.B eine Sicke, vorgesehen. Die Außenseite

dieser Einschnürung kann gleichzeitig zur-Befestigung einer die Gehäuseöffnung für den Durchtritt des Gelenkzapfens^erschließende Schutzkappe herangezogen werden. Beide Verbindungen sind somit Schnappverbindungen, die mit einer Steckbewegung hergestellt werden können.

Zur näheren Erläuterung dieser und weiterer Einzelheiten der Erfindung sind auf der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 einen Mittelschnitt durch eine axial belastbare Ausführungsform,

Figur 2 einen Mittel schnitt durch eine radial _?n belastbare Ausführungsform und

Figuren

3 bis 5 Teilschnitte abgewandelter Ausführungsformen .

Bei den Ausführungsbeispiel en bezeichnet 1 das äußere Gehäuse des Gelenkes, 2 den inneren Gelenkkörper mit dem daran befestigten Gelenkzapfen 3 und 4 die Gelenkschale aus einem elastischen Werkstoff. Bei der axial belastbaren Ausbildung gemäß Figur 1 ist das Gehäuse 1 mittels eines Gewindezapfens 5 an einem Fahrzeugteil befestigbar. Bei der radial belastbaren Ausführungsform gemäß Figur 2 ist das Gehäuse 1 in ein Lagerauge eines Kraftfahrzeugteils eingesetzt. Für die Verbindung des Gelenkzapfens 3 mit dem inneren Gelenkkörper 2 ist eine Zwischenhülse 7 vorgesehen, die in dem Material

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* des inneren Gelenkkörpers 2 eingebettet ist und.ein

asymmetrisches Querschnittsprofil aufweist, wie es in den Zeichnungsfiguren mit der vorspringenden - Nase 8 angedeutet ist. Diese Hülse 7 sitzt somit fest und verdretrsTcher in dem Material des inneren Gelenkkörpers 2. Das \nnere Ende des Gelenkzapfens 3 wird in dieser Zwischenhülse 7 durch eine Umfangsausnehmung 9 des GelenkZapfens 3 gehalten, in die eine -. Einschnürung 10 der Zwischenhülse 7 elastisch federnd ' eingreift, s"ö~~d~a ß" e i η e axial wirksame Verliersicherung entsteht, bei der Reibungskräfte auftreten, die größer sind als die Lagerreibung auf den Gleitflächen. Bei dem axial belastbaren Ausführungsbeispiel in Figur 1 ist der Tragflächenbereich der Lagerschäle 4 '■ im Polbereich dem Gelenkzapfen 3 gegenüberliegend angeordnet. Auf der Außenseite der Gelenkschale 4 sind im Tragflächenbereich Ausnehmungen vorgesehen, die mit Fett gefüllt sind. Die offene Seite des . Gehäuses 1 wird durch eine Stützschale 11 verschlossen, deren äußerer Rand mit dem Gehäuserand durch ' Bördelung verbunden ist. Außerdem ist die Lagerschale

¹^ mit einem wulstigen Kragenrand 12 versehen, der auf

der dem Tragflächenbereich gegenüberliegenden Rückseite hinter eine Schulter des inneren Gelenkkörpers 2 faßt und gleichzeitig bei Auslenkbewegungen des

Gelenkzapfens 3 gegenüber dem Gehäuse 1 als Dämpfungsglied wirksam wird, weil dieser wulstige Kragenrand 12 gegen die Stützschale 11 arbeitet. Eine ausreichend ■--■■-■· groß bemessene Durchgangsöffnung 13 der Stützschale 11 ermöglicht kardanische Lenkbewegungen des Gelenkzapfens 3 im Bereich E, wie es auf der Zeichnung in Figur 1 angegeben ist. F bezeichnet die Hauptbelastungsrichtung des Pendelgelenkes. Eine Schutzkappe 14 verhindert das Eindringen von Schmutz durch die üff-35" nung 13 der Stützschale 11 in das Innere des Gelenks. Außerhalb des Tragflächenbereiches weist der Gelenkkörper 2 Hinterschneidüngen auf, die Hohlräume 15 innerhalb des Gehäuses bilden, welche mit Fett- ** Vorräten angefüllt sein können.

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Bei dem radial belastbaren Ausführungsbeispiel .,-' entsprechend Figur 2 sind die Tragflächen ringförmig im Kquatorial bereich des inneren Gelenkkörpers 2 vorgesehen. Die Gelenkschale 4 aus Elastomer weist im Tragflächenbereich auf ihrer

Außenseite Ausnehmungen zur Bildung von Fettaschen oder dgl. auf. Fettvorräte sind in Hohlräumen ■-. untergebracht, die durch Abflachungen oder ähnliche Hinterschneidungen des inneren Gelenkkörpers 2 gebildet sind, wie es schon zu Figur 1

beschrieben wurde. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Gehäuse zunächst mit zylindrischer Wandung vorgeformt und nach dem Einbau des inneren Gelenkkörpers 2 mit der Gelenkschale 4 ..-- in dem mit A bezeichneten Bereich verformt, wie

es auf der Zeichnung dargestellt ist. Der Gehäuserand bildet dann eine durch-die Schutzkappe 14 verschließbare öffnung 16, die dem Gelenkzapfen kardanische Auslenkbewegungen im Bereich E ermögliehen. In Übereinstimmung mit dem Ausführungs

beispiel entsprechend Ffgur 1 greift die Schutzkappe 14 von außen ,in die Einschnürung der Zwischenhülse 7 ein, die andererseits in die Ausnehmung des Gelenkzapfens 3 einfaßt. Das Ausführungsbeispiel der Figur 5 zeigt als Ausführungs

variante eine Schutzkappe 14, deren Ränder mittels Federringe 17 und 18 einerseits in der erwähnten Ausnehmung der Zwischenhülse 7 und andererseits in einer Ausnehmung außen am Gehäuse befestigt · sind.

In dem Bereich gegenseitiger überdeckung sind die Schutzkappe 14 und das Gehäuse (Figur 2) bzw. die Stützschale 11 (Figur 1) kugelig ausgebildet, wobei der Mittelpunkt dieser Kugel mit dem Mittelpunkt

der sphärischen Krümmung im Tragflächenbereich zusammenfal 11.

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Bei dem in der Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel entfällt die Zwischenhülse, weil der .-- Gelenkzapfen mittels eines von außen durch eine Öffnung 19 im Gehäuse 1 bearbeitbaren Haltemittels

- 5 im Gelenkkörper gehalten wird, welches einstückig -mit dem Gelenkzapfen 3 ausgebildet und durch Vernietung 21 am freien.-Ende befestigt werden kann oder eine Schraubverbindung aufweist, wobei auch ein Rändel 22 oder andere Vorkehrungen den Gelenkzapfen 3 gegen Verdrehung oder axiales Auswandern sichern. Eine in die Gehäuseöffnung 19 nachträglich einknöpfbare Schutzkappe 23 schützt gegen Schaden durch Umwelteinflüsse. ■—.

In der Figur 3 ist dargestellt, daß die Lagerschale 4 auch innerhalb einer Gleitschale 24 aus vorwiegend hochfestem, jedoch verformbaren Kunststoff angeordnet sein kann, so daß die Gleitbewegungen beim Auslenken zwischen der Lagerschale und der Gleitschale 24 stattfinden.

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Claims

Elastisches Pendelgelenk für Fahrwerksteile in Kraftfahrzeugen .Patentansprüche:

1.; Elastisches Pendelgelenk für Fahrwerksteile in Kraftfahrzeugen, welches

- einen inneren"Gelenkkörper mit kugeligen Tragflächen an seinem Umfang, . deren Zentrum in der Hauptbelastungsrichtung liegt,

- ein diesen Gelenkkörper teilweise umschließendes Gehäuse, welches mit einem ersten Fahrwerksteil verbindbar ist und aus dessen offener Seite der einerseits mit dem Gelenkkörper verbundene und andererseits mit einem zweiten Fahrwerkstei1 verbindbare Gelenkzapfen herausgeführt ist und

- eine Lagerschale aus elastischem Werkstoff aufweist, die im Bereich der Tragflächen

zwischen dem inneren Gelenkkörper und dem Gehäuse angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der innere Gelenkkörper (2) auf das in ihn

hineinragende Ende des Gelenkzapfens (3) auf-

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steckbar und 3440044

- eine Lagerschale (4) aus elastomerem Werkstoff in kappenförmiger Ausbildung angeordnet ist, die im Bereich der Tragflächen eine Verdickung und in diesem Bereich an der Außenfläche mit Fett gefüllte Schmiertaschen (9) aufweist.

2. Pendelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Gelenkkörper (2) und das in ihn hineinragende Ende des Gelenkzapfens (3) durch eine Zwischenhülse (7) miteinander verbunden sind, die in einer Ausnehmung des inneren Gelenkkörpers (2) verdrehsicher angeordnet ist und das Ende des Gelenkzapfens (3) axial unverschieblich umschließt.

3. Pendelgelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (4) einen wulstigen Kragenrand (12) aufweist, der eine Ringschulter des inneren Gelenkkörpers (2) hintergreift.

4. Pendelgelenk nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse (7) mit äußeren Vorsprüngen (8) in das Material des inneren "Gel enkkörpers (2) eingreift:

5. ■ Pendel gelenk nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse (7) eine nach innen gerichtete Einschnürung aufweist, die in eine

.» Umfangsrille des Gelenkzapfens (3) eingreift.

6. Pendelgelenk nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der außenliegenden Vertiefung der Einschnürung in der Zwischenhülse (7) eine die

öffnung des Gehäuses für den Durchtritt des Gelenkzapfens (3) abdeckende Schutzkappe (14) befestigt ist.

7. Pendelgelenk nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch _..-"'" gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) und die Schutz- ~ kappe (14) in dem sich gegenseitig überdeckenden Bereich kugelig ausgebildet sind, wobei der Mittelpunkt dieser Kugel etwa mit dem Mittelpunkt der sphärischen Krümmung der^ Tragflächen zusammenfällt.

--- 8". Pendelgelenk nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kugelige Bereich des Gehäuses (1) durch eine mit dem Gehäuserand verbundene Stützschale (11) gebildet ist.