DE3502233C1 - Ball joint - Google Patents

Ball joint

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DE3502233C1
DE3502233C1 DE3502233A DE3502233A DE3502233C1 DE 3502233 C1 DE3502233 C1 DE 3502233C1 DE 3502233 A DE3502233 A DE 3502233A DE 3502233 A DE3502233 A DE 3502233A DE 3502233 C1 DE3502233 C1 DE 3502233C1
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joint
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Peter 4630 Bochum Busch
Günther 4000 Düsseldorf Henkel
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TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0614—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part of the joint being open on two sides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/416—Ball or spherical joints

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

33

Die Druckringe 6 sind aus einem weichelastischenThe pressure rings 6 are made of a soft elastic

* ■" Polyurethan-Kunststoff hergestellt und haben einen* ■ "made of polyurethane plastic and have a

konkav gewölbten Außenmantel 9, in dem ein Steg mit beidseitigen Nuten 17 umläuft. Die Abmessungen der Druckringe sind so gewählt, daß sie mit dem Außenumfang des Steges 16 und entlang zweier an seinem Außenmantel 9 umlaufender Kontaktlinien 18, 19 an der Innenwand 10 anliegen und mit ihrer Stirnfläche 11 an einem Ringflansch 12 des Gelenkgehäuses 8 bzw. einem Anschlagring 13 anliegen, wobei der Anschlagring 13 von einem Sicherungsring 14 in einer Ringnut 15 des Gelenkgehäuses 8 so gehalten wird, daß sich die Druckringe 6 elastisch verformen.concave outer jacket 9, in which a web with grooves 17 on both sides runs around. The dimensions of the Pressure rings are chosen so that they are with the outer circumference of the web 16 and along two on its outer jacket 9 circumferential contact lines 18, 19 rest on the inner wall 10 and with their end face 11 an annular flange 12 of the joint housing 8 or a stop ring 13, the stop ring 13 is held by a locking ring 14 in an annular groove 15 of the joint housing 8 so that the pressure rings 6 deform elastically.

Die F i g. 4 zeigt wie die Druckringe 6 durch Einwirken einer axialen Vorspannkraft Pi, einer Kraft P2 in den Auflagebereichen des Außenmantels 9 der Druckringe 6 und einer Kraft P3 in der Druckfläche 7 elastisch verformt werden. Der Steg 16 wird wie eine Druckfeder an den Flanken ausgebaucht, wobei er die umlaufenden Nuten 17 teilweise ausfüllt. Bevorzugte Verformungsbereiche sind auch der Außenmantel 9 der Druckringe 6, der ähnlich einem an drei Punkten gelagerten Biegebalken verformt wird und die Druckfläche 7, die sich an der Kegelfläche 5 der Lagerschale 3 anlegt.The F i g. 4 shows how the pressure rings 6 are elastically deformed by the action of an axial pretensioning force Pi, a force P2 in the support areas of the outer jacket 9 of the pressure rings 6 and a force P3 in the pressure surface 7. The web 16 is bulged like a compression spring on the flanks, whereby it partially fills the circumferential grooves 17. Preferred deformation areas are also the outer casing 9 of the pressure rings 6, which is deformed in a manner similar to a bending beam supported at three points, and the pressure surface 7, which rests against the conical surface 5 of the bearing shell 3.

Die vorausgegangenen Erläuterungen zeigen, daß die Erfindung den Aufbau eines aus wenigen Konstruktionselementen bestehenden Kugelgelenkes offenbart, welches hohen Anforderungen an die Elastizität und die Konstanz des Drehmomentes genügt.The preceding explanations show that the invention consists of a few structural elements existing ball joint reveals what high demands on the elasticity and the A constancy of the torque is sufficient.

3030th

3535

4040

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5050

5555

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BezugszeichenlisteList of reference symbols GelenkkugelJoint ball 11 ZapfenCones 22 LagerschaleBearing shell 33 GleitflächeSliding surface 44th KegelflächeConical surface 55 DruckringPressure ring 66th DruckflächePrinting area 77th Druckfläche (unverformt)Printing area (undeformed) 7a7a Druckfläche (verformt)Pressure surface (deformed) TbTb GelenkgehäuseJoint housing 88th AußenmantelOuter jacket 99 Außenmantel (unverformt)Outer jacket (undeformed) 9a9a Außenmantel (verformt)Outer jacket (deformed) 9b9b InnenwandInner wall 1010 StirnflächeFace 1111th RingflanschRing flange 1212th AnschlagringStop ring 1313th SicherungsringCirclip 1414th RingnutRing groove 1515th Stegweb 1616 NutGroove 1717th KontaktlinieContact line 1818th KontaktlinieContact line 1919th Hierzu 3 Blatt Zeichnungen -For this purpose 3 sheets of drawings -

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Claims (4)

1 21 2 ten Bauteile ergeben sich hohe Toleranzen der Drehmo- ^/\ Patentansprüche: mente. Im Betrieb haben Belastungsschwankungenth components result in high tolerances of the torque Patent claims: mente. In operation have load fluctuations stark veränderliche Drehmomente zur Folge und wer-1. Kugelgelenk mit einer in einem Gehäuseinnen- den nicht abgefedert.strongly variable torques result and who-1. Ball joint with one in a housing inner end not cushioned. raum aufgenommenen Gelenkkugel, mit zwei zwi- 5 Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe sehen dem Gelenkgehäuse und der Gelenkkugel ein- zugrunde, ein Kugelgelenk mit verbesserten Montagegesetzten Lagerschalen aus einem hartelastischen und Betriebseigenschaften zu schaffen, welches geringe Kunststoff und mit zwei mit ihrem Innenmantel auf Toleranzen der Drehmomente hat. dem Außenmantel der Lagerschalen aufliegenden Zur technischen Lösung dieser Aufgabe haben dieSpace recorded joint ball, with two between 5 Starting from this, the object of the invention see the joint housing and the joint ball as a basis to create a ball joint with improved assembly set bearing shells from a hard-elastic and operating properties that are low Plastic and two with their inner jacket on tolerances of the torques. the outer jacket of the bearing shells resting on the technical solution of this problem Druckringen aus einem weichelastischen Kunststoff, io Druckringe einen konkav gewölbten Außenmantel, in wobei die Lagerschalen im Auflagebereich der dem ein Steg mit beidseitigen Nuten umläuft und die Druckringe mit sich zum Gelenkäußeren hin verjün- Druckringe auch mit dem Außenumfang ihrer Stege an genden Kegelflächen versehen sind, wobei die der Innenwand des Gelenkgehäuses anliegen. Druckringe mit je zwei an ihrem Außenmantel um- Dieses Kugelgelenk hat den Vorteil, daß die verbes-Pressure rings made of a soft elastic plastic, io pressure rings have a concave arched outer jacket, in wherein the bearing shells in the support area of which runs around a web with grooves on both sides and the Pressure rings with tapering towards the outside of the joint pressure rings also with the outer circumference of their webs tend conical surfaces are provided, which abut the inner wall of the joint housing. Pressure rings, each with two on their outer jacket, This ball joint has the advantage that the improved laufenden schmalen Kontaktbereichen an der Innen- 15 serte Verformbarkeit der Druckringe geringere Verwand des Gelenkgehäuses anliegen und wobei die Spannungskräfte nach der Montage bewirkt. Der um-Druckringe mit Stirnflächen an Anschlägen anlie- laufende Steg federt die in radialer Richtung auftretengen, zwischen denen die gesamte Anordnung aus den Kräfte ab, wobei durch Wahl der Stegbreite und der Druckringen und Lagerschalen in Axialrichtung des Nutentiefe die Federcharakteristik der Druckringe be-Gehäuseinnenraumes verspannt ist, dadurch 20 einflußt werden kann. Die kleinen Auflageflächen des gekennzeichnet, daß die Druckringe (6) einen Außenmantels der Druckringe begünstigen ein einfakonkav gewölbten Außenmantel (9) haben, in dem ches Einsetzen der Druckringe in das Gelenkgehäuse, ein Steg (16) mit diesen beidseitig benachbarten Nu- Die genannten Eigenschaften der Druckringe gestatten ten (17) umläuft und daß die Druckringe (6) auch mit die Herstellung von Kugelgelenken mit geringeren Todem Außenumfang ihrer Stege an der Innenwand 25 leranzbereichen der Drehmomente. (10) des Gelenkgehäuses anliegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die In-running narrow contact areas on the inner deformability of the pressure rings less relative of the joint housing and the tension forces being effected after assembly. The um-pressure rings webs that come into contact with stops and that occur in the radial direction are resilient, between which the entire arrangement from the forces, whereby by choosing the web width and the Pressure rings and bearing shells in the axial direction of the groove depth are the spring characteristics of the pressure rings inside the housing is tensioned, thereby 20 can be influenced. The small bearing surfaces of the marked that the pressure rings (6) favor an outer jacket of the pressure rings a simple concave have a curved outer jacket (9) in which the pressure rings are inserted into the joint housing, a web (16) with these nuts adjacent on both sides. The mentioned properties of the pressure rings allow th (17) revolves and that the pressure rings (6) also with the production of ball joints with lower deaths Outer circumference of their webs on the inner wall 25 areas of tolerance of the torques. (10) of the joint housing. In a preferred embodiment, the in- 2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekenn- nenmäntel der Druckringe als konvex gewölbte Druckzeichnet, daß die Innenmäntel der Druckringe (6) als flächen ausgebildet, die sich bei der Montage an die konvex gewölbte Druckflächen (7) ausgebildet sind. Kegelflächen der Lagerschalen anlegen und den Aus-2. Ball joint according to claim 1, characterized in that the pressure rings are marked as convex pressure, that the inner shells of the pressure rings (6) designed as surfaces that are attached to the convexly curved pressure surfaces (7) are formed. Create the tapered surfaces of the bearing shells and 3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 30 gleich axialer Fertigungsgenauigkeiten erlauben, gekennzeichnet, daß die Lagerschalen (3) und die Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, das Kugelge-Druckringe (6) jeweils baugleich sind. lenk mit baugleichen Lagerschalen und baugleichen3. Ball joint according to claim 1 or 2, thereby allowing 30 equal axial manufacturing accuracies, characterized in that the bearing shells (3) and the With the invention it is proposed that the Kugelge pressure rings (6) are each structurally identical. steering with identical bearing shells and identical 4. Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch Druckringen auszurüsten. Diese Ausgestaltung hat den gekennzeichnet, daß Breite und Tiefe der Nuten (17) Vorteil, daß sämtliche Bauelemente die gleichen Belader Druckringe (6) so bemessen sind, daß bei elasti- 35 stungseigenschaften haben. ^ scher Verformung der Druckringe (6) die Flanken Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, die J der Stege (16) behinderungsfrei ausgebaut werden. Breite und die Tiefe der Nuten so zu bemessen, daß bei4. Ball joint according to claim 1 to 3, characterized to equip pressure rings. This configuration has the characterized in that the width and depth of the grooves (17) have the advantage that all components use the same loader Pressure rings (6) are dimensioned so that they have elastic properties. ^ shear deformation of the pressure rings (6) the flanks With the invention it is finally proposed that the J the webs (16) can be expanded without hindrance. Width and depth of the grooves to be dimensioned so that at elastischer Verformung der Druckringe die Flanken der ^elastic deformation of the pressure rings the flanks of the ^ Stege behinderungsfrei ausgebaucht werden. DieseFootbridges can be bulged out without hindrance. These 40 Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sich die Druckringe40 embodiment has the advantage that the pressure rings in einem großen Bereich proportional zur Vorspannung Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einer in verformen.in a large range proportional to the preload The invention relates to a ball joint with a deform in. einem Gehäuseinnenraum aufgenommenen Gelenkku- Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich ausa housing interior received joint ball Further details and advantages emerge from gel, mit zwei zwischen dem Gelenkgehäuse und der Ge- der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen lenkkugel eingesetzten Lagerschalen aus einem hartela- 45 Zeichnungen in denen eine bevorzugte Ausführungsstischen Kunststoff und mit zwei mit ihrem Innenmantel form dargestellt worden ist. In den Zeichnungen zeigt auf dem Außenmantel der Lagerschalen aufliegenden F i g. 1 ein Sprengbild des Kugelgelenkes im Längs-gel, with two between the joint housing and the following description of the associated Steering ball used bearing shells from a Hartela- 45 drawings in which a preferred execution tables Plastic and has been shown with two form with their inner jacket. In the drawings shows F i g resting on the outer surface of the bearing shells. 1 an exploded view of the ball joint in the longitudinal Druckringen aus einem weichelastischen Kunststoff, schnitt;Pressure rings made of a soft elastic plastic, cut; wobei die Lagerschalen im Auflagebereich der Druck- F i g. 2 ein zusammengefügtes Kugelgelenk im Längsringe mit sich zum Gelenkäußeren hin verjüngenden 50 schnitt;wherein the bearing shells in the support area of the pressure F i g. 2 an assembled ball joint in the longitudinal rings with 50 cut tapering towards the outside of the joint; Kegelflächen versehen sind, wobei die Druckringe mit F i g. 3 einen Druckring in vergrößertem Maßstab imConical surfaces are provided, the pressure rings with F i g. 3 shows a pressure ring on an enlarged scale in je zwei an ihrem Außenmantel umlaufenden schmalen Schnitt;two narrow cuts on each of their outer sheaths; Kontaktbereichen an der Innenwand des Gelenkgehäu- F i g. 4 einen vergrößerten Schnitt des Druckringes,Contact areas on the inner wall of the joint housing. 4 an enlarged section of the pressure ring, ses anliegen und wobei die Druckringe mit Stirnflächen Ein Kugelgelenk hat eine Gelenkkugel 1 mit ange-a ball joint has a joint ball 1 with attached an Anschlägen liegen, zwischen denen die gesamte An- 55 setztem Zapfen 2, die in baugleiche Lagerschalen 3 aus Ordnung aus Druckringen und Lagerschalen in Axial- einem Polyoxymethylen-Kunststoff eingesetzt ist, so richtung des Gehäuseinnenraumes verspannt ist. daß Gleitflächen 4 der Lagerschalen 3 vollständig aufare on stops, between which the entire attachment 55 is attached pin 2, which is in structurally identical bearing shells 3 from Order of pressure rings and bearing shells in Axial a polyoxymethylene plastic is used, so direction of the housing interior is tensioned. that sliding surfaces 4 of the bearing shells 3 completely Aus der DE-Gebrauchsmusterschrift 19 37 933 ist ein der Oberfläche der Gelenkkugel 1 aufliegen. Die Mäntel Kugelgelenk der vorstehend beschriebenen Gattung der Lagerschalen 3 sind teilweise als Kegelflächen 5 bekannt. Dieses Kugelgelenk hat den Nachteil, daß die 60 ausgebildet, auf denen baugleiche Druckringe 6 mit kompakte Querschnittsform der Druckringe nur wenig konvex gewölbten inneren Druckflächen 7 aufliegen. Materialverformung im Belastungsfall zuläßt. So sind Die Druckringe 6 stützen die Lagerschalen 3 im Gelenkauch bei eng tolerierten Abmessungen des Außenman- gehäuse 8 ab, wobei sie mit ihren Außenmänteln 9 an tels der Druckringe und des Innendurchmessers des Ge- einer Innenwand 10 anliegen und mit ihren ebenen lenkgehäuses große Montagekräfte erforderlich, die zu 65 Stirnflächen 11 an einem Ringflansch 12 des Gelenkgeeiner hohen Vorspannung der Lagerschalen führen und häuses 8 bzw. an einem Anschlagring 13 anliegen. Der überhöhte Drehmomente des Kugelgelenkes zur Folge Anschlagring 13 wird in einem Sicherungsring 14 in ei- ,From DE utility model 19 37 933 one of the surface of the joint ball 1 is resting. The coats Ball joints of the type of bearing shells 3 described above are partially designed as conical surfaces 5 known. This ball joint has the disadvantage that the 60 is formed on which identical pressure rings 6 with compact cross-sectional shape of the pressure rings only rest slightly convexly curved inner pressure surfaces 7. Material deformation in the case of load allows. The pressure rings 6 also support the bearing shells 3 in the joint with closely toleranced dimensions of the outer casing 8, with their outer casing 9 at by means of the pressure rings and the inner diameter of the ge an inner wall 10 and with their planar steering housing large assembly forces required, which lead to 65 end faces 11 on an annular flange 12 of the joint lead high bias of the bearing shells and housing 8 or on a stop ring 13 rest. Of the Excessive torques of the ball joint result in the stop ring 13 is in a locking ring 14 in a, haben. Bei gegebenen Toleranzbereichen der beteilig- ner Ringnut 15 des Gelenkgehäuses 8 gehalten. Ij jto have. With given tolerance ranges, the participating annular groove 15 of the joint housing 8 is held. Ij j
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