DE3536283C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
- F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
- F16F1/393—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type with spherical or conical sleeves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16C11/0666—Sealing means between the socket and the inner member shaft
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- F16C11/083—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints with resilient bearings by means of parts of rubber or like materials
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein radial belastbares, elastisches
Drehgelenk zur Verbindung schwingender
Gestängeteile in Kraftfahrzeugen mit Gattungsmerkmalen
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Drehgelenke mit diesen Merkmalen entsprechen dem
Stande der Technik nach der DE-PS 27 37 898. Bei dem
Drehgelenk nach dieser Druckschrift durchsetzt ein
zylindrischer, hohler Lagerzapfen eine Lagerschale
aus Kunststoff, die auf dem Lagerzapfen drehbar ist.
Die die Lagerschale umgebende Einlage aus einem
Elastomer weist Ausnehmungen für ein Gleitfett auf
und ist mit dieser sowie mit dem äußeren Metallgehäuse,
in welches die Einlage eingesetzt ist, festhaftend
verbunden. Ausnehmungen an der Innenfläche
der Lagerschale nehmen Schmiermittel auf, um möglichst
reibungslos Torsionsbewegungen des Lagerzapfens
in der Lagerschale zu gewährleisten.
Radial aus der Belastung auf das Lagergehäuse einwirkende
Stöße werden durch die Einlage des Elastomers gedämpft und
somit erheblich abgemildert auf den Lagerzapfen über
tragen. Kardanische Auslenkungen läßt dieses Gelenk nur
in sehr engen, durch die molekulare Verformbarkeit der
elastischen Einlage und Länge vorgegebenen Grenzen zu.
Das bekannte Drehgelenk ist ausschließlich für radiale
Belastungen bestimmt und läßt Pendelbewegungen mit
Winkelauslenkungen gegenüber der Längsachse des Lager
zapfens nicht zu. Da die elastische Einlage innen und
außen haftend befestigt ist, kann sie Stöße auch nur
durch molekulare Verformungen aufnehmen. Bei in der
Richtung verkanteten Belastungen entstehen somit uner
wünschte Rückstellmomente und dadurch Verminderung der
Dauertüchtigkeit.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein radial belastbares,
elastisches Drehgelenk nach dem Gattungsbegriff in der
Weise weiter auszubilden, daß das Gelenk trotz unbe
grenzter Torsionsbewegungen allseitige Pendelbewegungen
und Belastungen zuläßt, wobei weitestgehend eine rückstell
kräftefreie Auslenkung erfolgt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Aus
bildung mit Merkmalen nach dem Kennzeichen des Patent
anspruches 1 vorgeschlagen.
Wesentliches Gestaltungsmerkmal der Erfindung ist somit
die kugelige Ausbildung des das Gelenk durchsetzenden
Lagerzapfens in Verbindung mit der festhaftenden Anord
nung der elastischen Einlage, die an ihrer Außenfläche
die Gleitfläche für die Bewegung innerhalb der Gelenk
schale aus Kunststoff bildet und mit Ausnehmungen ver
sehen ist, die mit Fett gefüllt sind. Die Gleitbewegun
gen erfolgen somit zwischen der Außenfläche der Einlage
und der Innenfläche der Gelenkschale aus Kunststoff,
insbesondere Polyurethan. Durch die kugelige Ausbil
dung des Lagerzapfens in Verbindung mit der daran an
gepaßten Ausbildung der elastischen Einlage wird das
Gelenk in hohem Maße für kardanische Pendelbewegungen
mit Winkelauslenkungen gegenüber der Längsachse des
Lagerzapfens geeignet, ohne daß gleichzeitig eine Be
einträchtigung der Torsionsbewegungsfreiheit entsteht.
Die Überdeckung der auf dem Lagerzapfen haftenden elas
tischen Einlage durch die Lagerschale aus Kunststoff
wird dabei so groß gewählt, daß der kugelig ausgebildete
Tragzonenbereich des Lagerzapfens auch bei hohen Axial
stößen nicht aus der Lagerschale herausgedrückt wird.
Es kann ohne weiteres erreicht werden, daß die Belastung
in Achsrichtung des Lagerzapfens etwa 25% der maximalen
Belastung in radialer Richtung erreichen kann. Die
gleitende Abstützung der elastischen Einlage gegen die
Innenfläche der Lagerschale hat außerdem den Vorteil,
daß sie auch bei der Stoßkompensation und der sich
daraus ergebenden Verformung der elastischen Einlage
wirksam werden kann, so daß auch bei kardanischen Winkel
lagen des Lagerzapfens gegenüber dem Gehäuse keine
Rückstellmomente unter Belastung entstehen.
Daneben ergibt die erfindungsgemäße Ausbildung den
zusätzlichen Vorteil, daß auch eine Umkehrung der Lager
befestigung möglich ist. Somit können Torsionsbewegungen
in Kardanik umgewandelt werden. Dieser Vorteil läßt
sich z. B. auch bei der Montage des Gelenks durch einen
Roboter nutzen, wenn aus baulichen, geometrischen oder
Kostengründen nicht liegend, sondern in Hochrichtung
montiert wird. Kostengünstig ist der relativ kleine Bau
raum des Drehgelenkes, denn gegenüber herkömmlichen
Lagern sind keine größeren Dimensionen erforderlich, ob
wohl das Gelenk die Besonderheit einer Pendelbuchse
ohne Rückstellkräfte bei völliger Wartungsfreiheit hat.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele in
einer Schnittebene dargestellt, die durch die Längs
achse des Lagerzapfens gelegt ist. Es zeigen:
Fig. 1 das eine Ausführungsbeispiel und
Fig. 2 das andere Ausführungsbeispiel.
Ein aus einem Rohr gebildeter hülsenförmiger Lagerzapfen
(1) ist im Zentralbereich des Gelenkes kugelförmig auf
geweitet. Auf der Außenfläche des Lagerzapfens (1) ist
eine Einlage (2) aus einem Elastomer haftend angeordnet
und mit der Außenfläche an die Kugelform des Lagerzapfens
angepaßt. Die Außenfläche der Einlage (2) weist Ausneh
mungen (3) auf, die mit einer Dauerfettschmierung gefüllt
sind. Der Lagerzapfen (1) mit der auf seinem Außenmantel
haftend angeordneten Einlage (2) ist in einer Gelenk
schale (4) aus Kunststoff, z. B. Polyurethan, beweglich
gelagert. Die Lagerschale (4) ist von einem Gehäuse (5)
aus festem Material, insbesondere einem Metallgehäuse,
umgeben, wobei eine Bewegung zwischen der Lagerschale (4)
und dem Gehäuse (5) nicht vorgesehen ist. Zur Stoßmin
derung an den Grenzen der kardanischen Auslenkung des
Lagerzapfens (1) gegenüber dem Gehäuse (5) ist die elas
tische Einlage (2) an beiden Enden mit einem schürzen
förmigen Ansatz (6) versehen, der beidseitig aus dem
Gehäuse (5) herausgeführt ist, und außerdem weist auch
die Lagerschale (4) solche schürzenartigen Ansätze (7)
auf, so daß die Schürzen (6 und 7) bei maximaler karda
nischer Auslenkung aufeinandertreffen und harte Anschlag
stöße vermeiden. Bei besonderen Umwelteinflüssen kann
die dauergeschmierte Gleitfläche zwischen der elastischen
Einlage (2) und der Gelenkschale (4) durch Dichtungs
bälge (8) geschützt werden, die jeweils einseitig am
Lagerzapfen (1) mit einem Klemmring (9) gesichert sind
und gegenüberliegend auf der kugelig ausgebildeten
Schürze (7) der Lagerschale bei Pendelbewegungen laufen.
Andererseits kann aber auch hier eine Befestigung
mittels eines Klemmringes erfolgen. Beide Ausführungs
beispiele zeigen eine Überdeckung der elastischen
Einlage (2) und des Kugelbereichs des Lagerzapfens (1)
durch die Lagerschale (4) in einem solchen Maße, daß
auch höhere Axialkräfte in Richtung F 2 übertragen wer
den können, ohne den Lagerzapfen (1) aus dem Gehäuse
(5) herauszudrücken. Sowohl bei axialer Belastung in
Richtung F 2, wie auch in radialer Belastung in Richtung
F 1, verformt sich die elastische Einlage selbst dann
frei von Rückstellkräften, wenn diese Belastungen stoß
artig bei kardanischer Auslenkung übertragen werden.
Das Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 zeigt eine
Lagerausbildung mit konzentrischer Anordnung der Kugel
radien R 1 des Lagerzapfens und R 2 der elastischen Ein
lage. Demgegenüber zeigt das Beispiel nach Fig. 2 eine
Variante, die bei äußerer Maßgleichheit radial höhere
Belastungen zuläßt bzw. umgekehrt bei gleicher radialer
Belastung kleiner dimensioniert werden kann. Dies wird
durch die Wahl einer sphärischen Formgebung im Bewe
gungsbereich ermöglicht, wobei aber kardanische Momente
entstehen, die progressiv ansteigen. Diese Ausbildung
weicht von der Kugelform geringfügig ab. Der Mittel
punkt des Radius R 1 der Tragzone des Lagerzapfens liegt
außerhalb der Längsachse des Lagerzapfens. Demgegenüber
noch weiter nach außen gelegt ist der Mittelpunkt des
Radius R 2 der Gleitflächen zwischen der elastischen
Einlage und der Lagerschale. Dadurch wird bei gleicher
Belastung und identischer Buchsengröße die spezifische
Flächenbeanspruchung verringert, somit die Lebensdauer
erhöht. Ein solches Lager ist jedoch nur für verringerte
kardanische Pendelbewegungen gegenüber der Kugelform des
Lagerzapfens (1) geeignet, wobei jedoch die Torsion
unbegrenzt bleibt.
Claims (4)
1. Radial belastbares, elastisches Drehgelenk zur
Verbindung schwingender Gestängeteile in Kraftfahrzeugen,
bei dem ein hülsenförmiger Lagerzapfen,
welcher mit dem einen Gestängeteil verbindbar ist, in
einer Lagerschale aus Kunststoff, die in ein mit dem
anderen Gestängeteil verbindbares Gehäuse eingesetzt
ist, gelagert und mittels einer Ausnehmungen für ein
Gleitfett aufweisenden Einlage aus elastomerem Werkstoff
gegenüber dem Gehäuse abgefedert ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einlage (2) aus elastomerem
Werkstoff auf der Oberfläche des in der Tragzone
beiderseits einer Querebene in der Hauptbelastungsrichtung
(F 1) kugelig ausgebildeten Lagerzapfens
(1) haftend angeordnet ist und die die
Gleitfläche bildenden Ausnehmungen (3) für das
Gleitfett mit der in der Tragzone entsprechend
kugelig ausgebildeten Gleitfläche der Lagerschale (4)
in Wirkverbindung stehen.
2. Radial belastbares, elastisches Drehgelenk nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lager
zapfen (1) aus einem in der Tragzone kugelig aufge
weiteten Rohr besteht und daß die Einlage (2) aus
elastomerem Werkstoff beidseitig aus dem Gehäuse (5)
herausgeführt ist.
3. Radial belastbares, elastisches Drehgelenk nach
den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lagerschale (4) aus Kunststoff an beiden Stirn
seiten Lippenvorsprünge (7) aufweist, die jeweils den
nach innen gebogenen Gehäuserand untergreifen.
4. Radial belastbares, elastisches Drehgelenk nach
den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kugelradius (R 2) der Gleitflächen zwischen der
Lagerschale (4) und der elastischen Einlage (2) größer
ist als der Kugelradius (R 1) der Tragzone des Lager
zapfens (1).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853536283 DE3536283A1 (de) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | Radial belastbares elastisches drehgelenk zur verbindung schwingender gestaengeteile in kraftfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19853536283 DE3536283A1 (de) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | Radial belastbares elastisches drehgelenk zur verbindung schwingender gestaengeteile in kraftfahrzeugen |
Publications (2)
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DE3536283A1 DE3536283A1 (de) | 1987-04-23 |
DE3536283C2 true DE3536283C2 (de) | 1987-10-15 |
Family
ID=6283340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19853536283 Granted DE3536283A1 (de) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | Radial belastbares elastisches drehgelenk zur verbindung schwingender gestaengeteile in kraftfahrzeugen |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3536283A1 (de) |
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