DE3714067C2 - - Google Patents
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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
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/16—Arrangement of linkage connections
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Description
Die Erfindung betrifft ein elastisches Gelenk, insbesondere für
die Verbindung von Zahnstange und Spurstange des Lenkgestänges
eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gelenkgehäuse, einer in das
Gelenkgehäuse eingesetzten Lagerschale und einem in dem
Gelenkgehäuse gelagerten Gelenkzapfen, wobei der Gelenkzapfen
mit einem Randflansch in dem Gelenkgehäuse gelagert ist, wobei
der Randflansch eine umlaufende, im Schnitt etwa
kreisringabschnittsförmige Wölbung aufweist und der
Randflansch mit seiner Wölbung einerseits auf einer entsprechend
gewölbten Lagerfläche einer ersten Lagerschale aus elastischem
Material und andererseits auf einer entsprechend gewölbten
Lagerfläche einer zweiten Lagerschale oder des Gelenkgehäuses
gelagert ist, und der Gelenkzapfen mit seinem Randflansch
zwischen den Lagerflächen verdrehbar ist.
Bei Lenkantrieben von Kraftfahrzeugen sind häufig Spurstangen
einenends an einem Lenkgetriebe und anderenends an radträgerfesten
Spurhebeln angelenkt. Die Spurstangen müssen dem Ein- und
Ausfedern und den Lenkbewegungen der Räder folgen und deshalb in
unterschiedlichen Ebenen verschwenkt werden können. Beim Ein-
und Ausfedern der Räder bewegen sich die an den Spurhebeln
angelenkten Enden der Spurstangen auf einer gekrümmten Kurve um
die Anlenkungen am Lenkgetriebe. Hierbei treten Änderungen der
Vorspur der gelenkten Räder auf.
Eine Änderung der Vorspur kann unerwünscht oder aber gewollt
herbeigeführt sein, um bestimmte Fahreigenschaften zu erreichen.
Im Falle unerwünschter Änderung der Vorspur ist man bestrebt,
möglichst lange Spurstangen vorzusehen, deren an den Spurhebeln
angelenkte Enden eine Kurve mit relativ geringer Krümmung
durchlaufen. Wenn jedoch der für lange Spurstangen erforderliche
Bauraum nicht zur Verfügung steht, insbesondere weil die Spurstangen
an den Enden einer Zahnstange angelenkt sind, wird man
zur Vermeidung einer beträchtlichen Änderung der Vorspur beispielsweise
das aus der DE-OS 35 20 778 bekannte Spurstangengelenk
für die Verbindung von Zahnstange und Spurstange
vorsehen.
Aus dieser Druckschrift ist ein Spurstangengelenk für die Ver
bindung von Zahnstange und Spurstange mit in einem Gelenkgehäuse
in mehreren Ebenen schwenkbar gelagerten Gelenkzapfen bekannt,
der in einer ersten Schwenkebene um zwei, im Abstand voneinander
liegende Drehmittelpunkte schwenkbar ist und in jeder
Schwenkstellung der ersten Schwenkebene senkrecht zu dieser
verschwenkt werden kann. Hierzu weist der Gelenkzapfen zwei
starr miteinander verbundene und im wesentlichen kugelartige
Lagerkörper auf, die in zugeordnete Lagerschalenhälften
eingesetzt sind. Die Lagerschalenhälften gleiten beim Schwenken
in der ersten Schwenkebene an der tulpenförmigen Kontur der
Gehäuseinnenwandung bzw. stützen sich an dieser ab. Hierbei ist
der Gelenkzapfen um eine Achse durch die Kugelmittelpunkte
schwenkbar.
Bei diesem vorbekannten Spurstangengelenk bewegt sich das Ende
einer mit dem Gelenkzapfen verbundenen Spurstange, welches
seinerseits gelenkig mit einem Spurhebel verbunden ist, auf
einer relativ schwach gekrümmten Kurve. Beim Schwenken des
Gelenkzapfens von der Symmetrieachse des Spurstangengelenkes weg
dreht sich dieser nämlich um den jeweils in Schwenkrichtung von
der Symmetrieachse beabstandeten Drehmittelpunkt. Hierdurch
werden relativ geringe Änderungen der Vorspur beim Ein- und
Ausfedern der Räder bewirkt.
Das vorbekannte Spurstangengelenk ist jedoch für diejenigen Fälle
ungeeignet, in denen beim Ein- und Ausfedern der Räder eine
Änderung der Vorspur gewünscht ist, um bestimmte Fahreigenschaften
zu erreichen. So kann es beispielsweise erwünscht sein,
daß bei Kurvenfahrt das einfedernde äußere Rad in Nach- und das
ausfedernde innere Rad in Vorspur geht. Unter dem Einfluß der
Aufbauneigung wird dann der Lenkeinschlag geringfügig zurückgenommen,
um einer "Übersteuertendenz" entgegenzuwirken (vgl. J.
Reimpell, Fahrwerktechnik 1, 5. Auflage, Seite 497). Auch kann
das Bremsverhalten eines Kraftfahrzeuges stabilisiert werden,
wenn die Räder beim Einfedern der Vorderachse in Vorspur gehen
(vgl. J. Reimpell aaO, Seite 503). Um diese Effekte zu erzielen,
kann es erforderlich sein, die Krümmung der Kurve der an
Spurhebeln angelenkten Enden der Spurstangen beim Ein- und
Ausfedern der Räder zu vergrößern. Dies ist zum Beispiel bei
langen Spurstangen und/oder vor der Achse liegenden Lenkgetriebe
der Fall. Zum Einstellen der Vorspur sind vielfach in beide Enden
der Spurstange mit einem Gewinde versehene Gelenkzapfen
eingeschraubt, wobei zur Sicherung die geschlitzten Enden der
Spurstangen mit Klemmschellen zusammengepreßt werden. Die Länge
solcher Spurstangen läßt sich beliebig fein einstellen, wozu
jedoch ein relativ hoher konstruktiver Aufwand erforderlich ist.
Vielfach wird aber ein Gelenkzapfen zur Vereinfachung ohne
Gewinde ausgeführt und in die rohrförmige Spurstange eingepreßt.
Bei dieser Konstruktion kann die Länge der Spurstange zwischen
den Gelenken jeweils nur um einen vollen Gewindegang verändert
werden.
Aus der DE-AS 19 16 578 ist ein elastisches Spurstangengelenk
bekannt, bei dem ein Gelenkzapfen drehbar und schwenkbar von
Lagerschalen in einem Gelenkgehäuse gehalten ist. Der
Gelenkzapfen weist eine becherförmige Wölbung auf, die zwischen
den Lagerschalen angeordnet ist und deren Kugelflächen nur einen
Drehmittelpunkt haben. Demzufolge ist der Gelenkzapfen nicht um
mindestens zwei voneinander beabstandete Drehmittelpunkte
schwenkbar.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein verbessertes Gelenk zu schaffen, das insbesondere in
Lenkgestängen von Kraftfahrzeugen eine günstige Beeinflussung
der Vorspur beim Ein- und Ausfedern der Räder gestattet und das
eine vereinfachte Einstellung der Vorspur ermöglicht.
Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird zum einen vorgesehen,
daß die Wölbung mit ihrer konvexen Außenseite in einer
die Lagerfläche bildenden, umlaufenden Rille der ersten Lagerschale
gelagert ist, die an dem Gehäuseboden des Gelenkgehäuses
abgestützt ist und daß die Wölbung mit ihrer konkaven Innenseite
an den die Lagerfläche bildenden Mantel der kreisringförmigen
zweiten Lagerschale gelagert ist, die an dem die Durchtrittsöffnung
des Gelenkgehäuses für den Gelenkzapfen begrenzenden
Innenrand des Gelenkgehäuses abgestützt ist, so daß die kreisförmig
um die Zapfenachse angeordneten Krümmungsmittelpunkte der
letztgenannten Lagerfläche beim Schwenken des Gelenkzapfens
mindestens zwei voneinander beabstandete Drehmittelpunkte
bilden.
Bei einer zweiten Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, daß
die Wölbung mit ihrer konkaven Innenseite an einer die Lagerfläche
bildenden, umlaufenden Erhebung einer ersten Lagerschale
gelagert ist, die an dem Gehäuseboden des Gelenkgehäuses abgestützt
ist und daß die Wölbung mit ihrer konvexen Außenseite
an dem die Lagerfläche bildenden Innenrand der
Durchtrittsöffnung des Gelenkgehäuses für den Gelenkzapfen
abgestützt ist, so daß die kreisförmig um die Zapfenachse
angeordneten Krümmungsmittelpunkte der letztgenannten
Lagerfläche beim Schwenken des Gelenkzapfens mindestens zwei
voneinander beabstandete Drehmittelpunkte bilden.
Bei einem erfindungsgemäßen elastischen Gelenk bewegt sich das
Ende des Gelenkzapfens oder einer daran befestigen Spurstange
auf einer Kurve, deren Form von einer Kreiskurve abweicht. Wenn
nämlich der Randflansch mit seiner vom Gelenkzapfen abgewandten
Seite auf der ersten Lagerschale aus elastischem Material und
mit der anderen, der Durchtrittsöffnung des Gelenkzapfens durch
das Gelenkgehäuse zugewandten Seite auf der zweiten, weniger
elastischen Lagerschale oder dem Gelenkgehäuse gelagert ist, so
hat die Kurve, die vom Ende des Gelenkzapfens bei dessen
Schwenken durchlaufen wird, eine stärkere Krümmung als eine
Kreiskurve. Der Gelenkzapfen wird nämlich beim Ausschwenken aus
seiner Mittellage, in der sich die Zapfenachse mit der Mittelachse
des Gelenkes deckt, um einen Drehmittelpunkt der zweiten
Lagerschale oder des Gelenkgehäuses geschwenkt, der auf der
Seite der Mittelachse des Gelenkes angeordnet ist, von der sich
das Ende des Gelenkzapfens bei seiner Schwenkbewegung entfernt.
Hierbei bleibt die erste Lagerschale aus elastischem Material
lediglich im Bereich unmittelbar neben dem Drehmittelpunkt unverformt.
In allen übrigen Bereichen wird die erste Lagerschale
elastisch komprimiert.
Das elastische Gelenk weist außerdem den Vorteil auf, daß der
Gelenkzapfen in sämtlichen Richtungen schwenkbar ist, wobei die
vorbeschriebenen Effekte eintreten. Aufgrund des verwendeten
elastischen Lagerschalenmaterials weist es darüber hinaus
hervorragende Dämpfungseigenschaften auf, welche der Einleitung
von Stößen in das Gelenkgetriebe entgegenwirkt. Da der
Gelenkzapfen mit seinem umlaufenden Randflansch zwischen den
Lagerflächen verdrehbar ist, ist eine beliebig feine Einstellung
der Vorspur auch dann möglich, wenn nur einer der in den Enden
der Spurstangen eingesetzten Gelenkzapfen mit einem Gewinde
versehen ist.
Mit einem erfindungsgemäßen Gelenk kann aber auch erreicht
werden, daß das Ende des Gelenkzapfens bei dessen Schwenken eine
Kurve durchläuft, deren Krümmung kleiner als die Länge des
Gelenkzapfens ist, wie dies bereits aus der DE-OS 35 20 778
bekannnt ist. Hierzu muß die vom Gelenkzapfen abgewandte Seite
des Randflansches auf der zweiten Lagerschale oder dem Gelenkgehäuse
gelagert sein und muß die der Durchtrittsöffnung des
Gelenkgehäuses für den Gelenkzapfen zugewandte Seite des Rand
flansches auf der ersten Lagerschale aus elastischem Material
gelagert sein. Dann wird der Gelenkzapfen bei seinem Schwenken
aus der Mittellage um einen Drehmittelpunkt gedreht, der sich
auf der Seite der Mittelachse des Gelenkes befindet, auf die der
Gelenkzapfen geschwenkt wird. Im Unterschied zum Stand der
Technik ist der Gelenkzapfen des erfindungsgemäßen Gelenks
jedoch in beliebigen Ebenen schwenkbar, wobei stets der
vorgeschriebene Effekt eintritt. Als weiterer Vorteil ist die
Einstellung der Vorspur in der bereits beschriebenen Weise
vereinfacht. Schließlich tritt gegenüber dem Stand der Technik
auch der erwünschte Dämpfungseffekt ein.
Bei dem zweiten Lösungsvorschlag ist vorgesehen, daß die Wölbung
mit ihrer konkaven Innenseite an einer die Lagerfläche
bildenden, umlaufenden Erhebung in einer ersten Lagerschale aus
elastischem Material gelagert ist, die an dem Gehäuseboden abgestützt
ist und daß die Wölbung mit ihrer konvexen Außenseite an
dem die Lagerfläche bildenden Innenrand der Durchtrittsöffnung
des Gelenkgehäuses für den Gelenkzapfen abgestützt ist.
Hierdurch wird eine zweite Lagerschale eingespart.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die erste Lagerschale
aus einem Elastomer, wodurch die gewünschte elastische
Verformbarkeit erreicht wird. Die erste Lagerschale aus einem
Elastomer kann im Gelenkgehäuse insbesondere durch Formschluß
oder Vulkanisieren festgelegt sein, wodurch deren mitrotieren
mit dem Gelenkzapfen verhindert und ein erhöhter Verschleiß
vermieden wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung besteht die zweite Lagerschale
aus einem Elastomer, aus beschichtetem oder unbeschichtetem
Metall oder einem Hartkunststoff. Ist die zweite Lagerschale aus
einem Elastomer ausgebildet, so kann man ihr durch geeignete
Formgebung eine erhöhte Formelastizität verleihen, so daß sie
gegenüber der ersten Lagerschale einer geringeren Verformung
unterliegt.
Bei einer weiteren Ausgestaltung liegt die erste Lagerschale mit
ihrem Mantel an der Innenwand des Gelenkgehäuses an, wodurch
eine die Entstehung elastischer Rückstellkräfte begünstigende
seitliche Abstützung erreicht und die Reib- bzw. Klebfläche
zwischen Gelenkgehäuse und erster Lagerschale vergrößert wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die kreisringförmige,
zweite Lagerschale mit ihrem Mantel an der Innenwand
des Gelenkgehäuses anliegt, wodurch diese ohne zusätzliche
Maßnahmen zentriert ist.
Die Herstellbarkeit insbesondere durch Schmieden oder
Kaltverformen wird dadurch erleichtert, daß der Randflansch der
ausgebördelte Rand des rohrförmigen Gelenkzapfens ist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das topf
artig ausgebildete Gelenkgehäuse auf der Innenseite des Gehäusebodens
ein zentrisch angesetztes Rohrstück aufweist und daß der
Gehäuseboden eine mit dem Hohlraum des Rohrstückes verbundene und
etwa dessen Innendurchmesser aufweisende Bohrung hat. In dieses
Rohrstück ist ein Befestigungselement, beispielsweise eine
Schraube einsetzbar, die mit ihrem Schraubenschaft aus der Bohrung
des Gehäusebodens herausragt. Die Montierbarkeit des Gelenkes,
beispielsweise an dem Ende einer Zahnstange wird
erleichtert, wenn in das Rohrstück eine Schraube mit Rändel
eingepreßt ist, deren Gewindeabschnitt aus der Bohrung des Gehäusebodens
herausragt. Das Rohrstück kann aber auch ein Innengewinde
aufweisen, in das ein durch die Bohrung des Gehäusebodens
eingeführter Gewindebolzen einschraubbar ist, der beispielsweise
an dem Ende einer Zahnstange ausgebildet sein kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der
zugehörigen Zeichnungen, in denen vier Ausführungsformen eines
erfindungsgemäßen elastischen Gelenkes dargestellt worden sind.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 ein elastisches Gelenk mit einer ersten und
einer zweiten Lagerschale und in das
Rohrstück eingeschraubten Gewindebolzen im
Längsschnitt mit gestrichelt in Schwenkstellung
eingezeichnetem Gelenkzapfen;
Fig. 2 ein elastisches Gelenk mit erster und
zweiter Lagerschale und in das Rohrstück
eingepreßter Schraube im Längsschnitt mit
Gelenkzapfen in gestrichelt dargestellter
Schwenkstellung;
Fig. 3 ein elastisches Gelenk mit nur einer Lagerschale
und in das Rohrstück eingeschraubten
Gewindebolzen im Längsschnitt mit
gestrichelt dargestelltem Gelenkzapfen in
der Schwenkstellung;
Fig. 4 ein elastisches Gelenk mit nur einer Lagerschale
und in das Rohrstück eingepreßter
Schraube im Längsschnitt mit dem
Gelenkzapfen in gestrichelt dargestellter
Schwenkstellung.
Das in der Fig. 1 dargestellte elastische Gelenk hat ein
Gelenkgehäuse 1, in dem ein Gelenkzapfen 2 unter Zwischenlage
einer ersten Lagerschale 3 aus einem elastischen Material und
einer zweiten Lagerschale 4 gelagert ist.
Der Gelenkzapfen 2 ist zugleich das Ende einer Spurstange und
weist eine zylindrische Erweiterung 5 und endseitig einen aus
gebördelten Randflansch 6 auf. Der Randflansch 6 hat eine
Wölbung, die mit ihrer konvexen Außenseite 7 in einer
umlaufenden Rille 8 der ersten Lagerschale 3 gelagert ist. Der
Randflansch 6 ist ferner mit der konkaven Innenseite 9 an der
kreisringförmigen, zweiten Lagerschale 4 gelagert.
Die erste Lagerschale 3 und die zweite Lagerschale 4 sind
ihrerseits am topfartig ausgebildeten Gelenkgehäuse 1
abgestützt. Das Gelenkgehäuse 1 hat einen Gehäuseboden 10, der
an seiner Innenseite ein zentrisch angesetztes Rohrstück 11
trägt. Der Gehäuseboden 10 weist eine in den Hohlraum des Rohrstückes
11 mündende Bohrung 12 auf. In dem Ringraum zwischen
der Innenwand 13 des Gelenkgehäuses und dem Rohrstück 11 ist
die erste Lagerschale 3 angeordnet.
Die zweite, ringförmige Lagerschale 4 ist an der Innenwand 13
sowie an einem Innenrand 14 des Gelenkgehäuses abgestützt, der
eine Durchtrittsöffnung 15 für den Gelenkzapfen 2 begrenzt.
Beim Zusammenbau des elastischen Gelenkes wird zunächst die
erste Lagerschale 3 in das Gelenkgehäuse 1 eingesetzt, worauf
der Gelenkzapfen 2 in der Rille 8 positioniert wird. Dann wird
die zweite Lagerschale 4 auf den Randflansch 6 aufgeschoben.
Schließlich wird der Innenrand 14 des Gelenkgehäuses 1
zugedrückt. Hierbei werden die Lagerschalen 3 und 4
vorgespannt, so daß eine spielfreie Lagerung über die gesamte
Einsatzdauer des elastischen Gelenkes gewährleistet ist.
Das Rohrstück 11 weist ein Innengewinde 16 auf, in das ein
durch die Bohrung 12 eingeführter Gewindebolzen 17
eingeschraubt ist. Der Gewindebolzen 17 ist an das Ende einer
Zahnstange 18 angeformt.
Beim Schwenken des Gelenkzapfens 2 um einen Schwenkwinkel α
erreicht der Gelenkzapfen 2 die gestrichelt dargestellte Lage.
Hierbei wird der Gelenkzapfen 2 um den - in der Zeichnung
oberen - Drehmittelpunkt M der zweiten Lagerschale 4
geschwenkt. Die erste Lagerschale 3 hingegen wird im
Schwenkbereich des Randflansches 6 komprimiert. Dies beruht
darauf, daß die erste Lagerschale 3 elastischer ausgebildet
ist, als die zweite Lagerschale 4, was sowohl durch eine
erhöhte Formelastizität, als auch durch eine erhöhte
Materialelastizität bewirkt werden kann. Soweit sich die zweite
Lagerschale 4 geringfügig mitverformt, ist hierdurch die
Funktion des Gelenkes nicht beeinträchtigt.
Beim Schwenken des Gelenkzapfens 2 ermöglicht ein Freiraum 19
zwischen den Lagerschalen 3, 4 und dem Gelenkgehäuse 1 eine
Bewegung des Randflansches 6 und einen Volumenausgleich für die
verformte erste Lagerschale 3.
Wird der Gelenkzapfen 2 um den Schwenkwinkel β geschwenkt, so
dreht er sich um den - in der Zeichnung unteren - Drehmittelpunkt
M der zweiten Lagerschale 4. Das freie, bzw. an einen
Lenkhebel angelenkte Ende des Gelenkzapfens 2 wird demzufolge
auf einer Kurve bewegt, deren Krümmung größer als der Radius
seiner Kreiskurve von der Länge des Gelenkzapfens 2 ist. Da das
Gelenk rotationssymmetrisch ausgebildet ist, ist der Gelenkzapfen
2 in beliebige Richtungen schwenkbar, wobei sich stets
die vorbeschriebenen Auswirkungen auf die Bewegung des Endes
des Gelenkzapfens 2 ergeben. Die rotationssymmetrische Ausbildung
des Gelenkes hat ferner zur Folge, daß der Gelenkzapfen
2 in dem Gelenkgehäuse 1 verdrehbar ist, was die Einstellung
der Vorspur der den Gelenkzapfen 2 bildenden Spurstange verein
facht.
Das in der Fig. 2 dargestellte Gelenk unterscheidet sich von
dem in der Fig. 1 dargestellten lediglich durch die Art der
Befestigung an der Zahnstange 18 (gleichbenannte Teile sind in
den Fig. 1 und 2 gleich beziffert). In das an den Gehäuseboden
10 des Gelenkgehäuses 1 innen angesetzte, innen glatte Rohrstück
11 ist eine Schraube 20 mit Rändel 21 eingepreßt. Das
Rändel 21 liegt auf der Stirnseite und einem stirnseitig
umlaufenden Auflagerand 22 des Rohrstückes 11 auf. Durch die
Erweiterung 5 des Gelenkzapfens 2 sind dennoch große Schwenk
winkel α, β erreichbar.
Die Schraube 20 ragt mit einem Gewindeabschnitt 23 aus der
Bohrung 12 des Gehäusebodens 10 heraus und ist mit diesem
Gewindeabschnitt in eine Gewindebohrung 24 der Zahnstange 18
eingeschraubt. Das Einschrauben kann auch bei zusammengesetztem
Gelenk erfolgen, weil die eingepreßte Schraube 19 mit dem
Gelenkgehäuse 1 mitdreht.
Die Fig. 3 zeigt ein elastisches Gelenk, welches sich von dem
in der Fig. 1 dargestellten durch das Fehlen einer zweiten
Lagerschale, durch die Wölbung des Randflansches 6 des Gelenk
zapfens und durch die Ausbildung der ersten Lagerschale 3
unterscheidet (gleichbenannte Teile sind wiederum mit den
gleichen Bezugsziffern versehen). Der an die Erweiterung 5 des
Gelenkzapfens 2 angrenzende Randflansch 6 hat eine Wölbung, die
mit ihrer konkaven Innenseite 9 auf einer umlaufenden Erhebung
25 der ersten Lagerschale 3 gelagert ist. Andererseits ist die
Wölbung mit ihrer konvexen Außenseite 7 an dem eine Lagerfläche
bildenden Innenrand 14 des Gelenkgehäuses 1 abgestützt. Im
übrigen ist die erste Lagerschale 3 wie bei der Ausführungsform
der Fig. 1 in das Gelenkgehäuse 1 eingesetzt und ist das
Gelenkgehäuse 1 in ebenfalls gleicher Weise mittels Rohrstück
11 mit Innengewinde 16 und Gewindebolzen 17 an der Zahnstange
18 befestigt.
Beim Schwenken des Gelenkzapfens 2 um einen Schwenkwinkel α
gleitet der Randflansch 6 auf dem Innenrand 14 des Gelenkgehäuses
1 um den oberen Drehmittelpunkt M, der sich durch den
Krümmungsradius des Innenrandes 14 ergibt. Lediglich im Bereich
des oberen Drehmittelpunktes M ist die erste Lagerschale 3 aus
elastischem Material nicht verformt. In allen übrigen Bereichen
unterliegt die erste Lagerschale 3 einer elastischen
Verformung, unter der sich eine elastische Rückstellkraft
aufbaut. Die Krümmung der Kurve, die der Gelenkzapfen 2 bei
seinem Schwenken durchläuft, ist ebenfalls größer als der
Radius eines Kreises, welcher der Länge des Gelenkzapfens 2
entspricht. Zur Aufnahme des Randflansches 6 und zum Volumenausgleich
ist bei dieser Ausführungsform ebenfalls ein Freiraum
19 vorgesehen.
Das in der Fig. 4 dargestellte elastische Gelenk unterscheidet
sich von dem in der Fig. 3 dargestellten lediglich durch die
Art der Befestigung des Gelenkgehäuses 1 an der Zahnstange 18.
Hierzu ist - entsprechend Fig. 2 - in das innen glatte Rohrstück
11 eine Schraube 20 eingepreßt, die mit einem Rändel 21
auf dem stirnseitigen Auflagerand 22 des Rohrstückes 11
aufliegt und mit einem Gewindeabschnitt 23 in eine Gewinde
bohrung 24 der Zahnstange 18 eingeschraubt ist. Um eine
ausreichende Schwenkbarkeit des Gelenkzapfens 2 zu erzielen,
ist die Erweiterung 5 vorgesehen.
Claims (11)
1. Elastisches Gelenk, insbesondere für die Verbindung von Zahnstange
und Spurstange des Lenkgestänges eines Kraftfahrzeuges,
mit einem Gelenkgehäuse (1), einer in das Gelenkgehäuse
(1) eingesetzten Lagerschale (3, 4) und einem in dem
Gelenkgehäuse (1) gelagerten Gelenkzapfen (2), wobei der
Gelenkzapfen (2) mit einem Randflansch (6) in dem Gelenkgehäuse
(1) gelagert ist, wobei der Randflansch (6) eine umlaufende,
im Schnitt etwa kreisringabschnittsförmige Wölbung
aufweist und der Randflansch (6) mit seiner Wölbung
einerseits auf einer entsprechend gewölbten Lagerfläche einer
ersten Lagerschale (3) aus elastischem Material und
andererseits auf einer entsprechend gewölbten Lagerfläche
einer zweiten Lagerschale (4) oder des Gelenkgehäuses (1) gelagert
ist, und der Gelenkzapfen (2) mit seinem Randflansch
(6) zwischen den Lagerflächen verdrehbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wölbung mit ihrer konvexen Außenseite (7) in einer die Lagerfläche bildenden umlaufenden Rille (8) der ersten Lagerschale (3) gelagert ist, die an dem Gehäuseboden (10) des Gelenkgehäuses (1) abgestützt ist und
daß die Wölbung mit ihrer konkaven Innenseite (9) an dem die Lagerfläche bildenden Mantel der kreisringförmigen zweiten Lagerschale (4) gelagert ist, die an dem die Durchtrittsöffnung (15) des Gelenkgehäuses (1) für den Gelenkzapfen (2) begrenzenden Innenrand (14) des Gelenkgehäuses (1) abgestützt ist, so daß die kreisförmig um die Zapfenachse angeordneten Krümmungsmittelpunkte der letztgenannten Lagerfläche beim Schwenken des Gelenkzapfens mindestens zwei voneinander beabstandete Drehmittelpunkte (M, M) bilden.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wölbung mit ihrer konvexen Außenseite (7) in einer die Lagerfläche bildenden umlaufenden Rille (8) der ersten Lagerschale (3) gelagert ist, die an dem Gehäuseboden (10) des Gelenkgehäuses (1) abgestützt ist und
daß die Wölbung mit ihrer konkaven Innenseite (9) an dem die Lagerfläche bildenden Mantel der kreisringförmigen zweiten Lagerschale (4) gelagert ist, die an dem die Durchtrittsöffnung (15) des Gelenkgehäuses (1) für den Gelenkzapfen (2) begrenzenden Innenrand (14) des Gelenkgehäuses (1) abgestützt ist, so daß die kreisförmig um die Zapfenachse angeordneten Krümmungsmittelpunkte der letztgenannten Lagerfläche beim Schwenken des Gelenkzapfens mindestens zwei voneinander beabstandete Drehmittelpunkte (M, M) bilden.
2. Elastisches Gelenk, insbesondere für die Verbindung von Zahnstange
und Spurstange des Lenkgestänges eines Kraftfahrzeuges,
mit einem Gelenkgehäuse (1), einer in das Gelenkgehäuse
(1) eingesetzten Lagerschale (3, 4) und einem in dem Gelenkgehäuse
(1) gelagerten Gelenkzapfen (2), wobei der Gelenkzapfen
(2) mit einem Randflansch (6) in dem Gelenkgehäuse
(1) gelagert ist, wobei der Randflansch (6) eine umlaufende,
im Schnitt etwa kreisringabschnittsförmige Wölbung aufweist
und der Randflansch (6) mit seiner Wölbung einerseits auf
einer entsprechend gewölbten Lagerfläche einer ersten Lagerschale
(3) aus elastischem Material und andererseits auf
einer entsprechend gewölbten Lagerfläche einer zweiten Lagerschale
(4) oder des Gelenkgehäuses (1) gelagert ist, und der
Gelenkzapfen (2) mit seinem Randflansch (6) zwischen den
Lagerflächen verdrehbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wölbung mit ihrer konkaven Innenseite (9) an einer die Lagerfläche bildenden, umlaufenden Erhebung (25) einer ersten Lagerschale (3) gelagert ist, die an dem Gehäuseboden (10) des Gelenkgehäuses abgestützt ist und
daß die Wölbung mit ihrer konvexen Außenseite (7) an dem die Lagerfläche bildenden Innenrand (14) der Durchtrittsöffnung (15) des Gelenkgehäuses für den Gelenkzapfen abgestützt ist, so daß die kreisförmig um die Zapfenachse angeordneten Krümmungsmittelpunkte der letztgenannten Lagerfläche beim Schwenken des Gelenkzapfens (2) mindestens zwei voneinander beabstandete Drehmittelpunkte (M, M) bilden.
daß die Wölbung mit ihrer konkaven Innenseite (9) an einer die Lagerfläche bildenden, umlaufenden Erhebung (25) einer ersten Lagerschale (3) gelagert ist, die an dem Gehäuseboden (10) des Gelenkgehäuses abgestützt ist und
daß die Wölbung mit ihrer konvexen Außenseite (7) an dem die Lagerfläche bildenden Innenrand (14) der Durchtrittsöffnung (15) des Gelenkgehäuses für den Gelenkzapfen abgestützt ist, so daß die kreisförmig um die Zapfenachse angeordneten Krümmungsmittelpunkte der letztgenannten Lagerfläche beim Schwenken des Gelenkzapfens (2) mindestens zwei voneinander beabstandete Drehmittelpunkte (M, M) bilden.
3. Elastisches Gelenk nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Lagerschale (3) aus einem
Elastomer besteht.
4. Elastisches Gelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Lagerschale (3) aus einem Elastomer im Gelenkgehäuse
(1) insbesondere durch Formschluß oder Vulkanisieren
festgelegt ist.
5. Elastisches Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Lagerschale (3) mit ihrem
Mantel an der Innenwand (13) des Gelenkgehäuses (1) anliegt.
6. Elastisches Gelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lagerschale (4) aus
einem Elastomer, aus beschichtetem oder unbeschichtetem
Metall oder einem Hartkunststoff besteht.
7. Elastisches Gelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die kreisringförmige zweite Lagerschale (4) mit ihrem
Mantel an der Innenwand (13) des Gelenkgehäuses anliegt.
8. Elastisches Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Randflansch (6) der ausgebördelte
Rand des rohrförmigen Gelenkzapfens (2) ist.
9. Elastisches Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das topfartig ausgebildete Gelenkgehäuse
(1) auf der Innenseite des Gehäusebodens (10) ein zentrisch
angesetztes Rohrstück (11) aufweist und daß der Gehäuseboden
(10) eine mit dem Hohlraum des Rohrstückes (11) verbundene
und etwa dessen Innendurchmesser aufweisende Bohrung (12)
hat.
10. Elastisches Gelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß in das Rohrstück (11) eine Schraube (20) mit Rändel (21)
eingepreßt ist, deren Gewindeabschnitt (23) aus der Bohrung
(12) des Gehäusebodens (10) herausragt.
11. Elastisches Gelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohrstück (11) ein Innengewinde (16) aufweist, in
das ein durch die Bohrung (12) des Gehäusebodens (10) eingeführter
Gewindebolzen (17) einschraubbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873714067 DE3714067A1 (de) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | Elastisches gelenk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873714067 DE3714067A1 (de) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | Elastisches gelenk |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3714067A1 DE3714067A1 (de) | 1988-12-01 |
DE3714067C2 true DE3714067C2 (de) | 1990-11-22 |
Family
ID=6326393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873714067 Granted DE3714067A1 (de) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | Elastisches gelenk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3714067A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019000366A1 (de) | 2019-01-18 | 2019-06-06 | Daimler Ag | Elastisch gelagertes Spurstangengelenk |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1916578B2 (de) * | 1969-04-01 | 1974-11-14 | Leopold F. 7000 Stuttgart Schmid | Lenkgestänge für Kraftfahrzeuge |
DE3520778A1 (de) * | 1984-07-06 | 1986-01-16 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Drehgelenk mit einem in mehreren ebenen schwenkbar gelagerten gelenkzapfen |
-
1987
- 1987-04-28 DE DE19873714067 patent/DE3714067A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019000366A1 (de) | 2019-01-18 | 2019-06-06 | Daimler Ag | Elastisch gelagertes Spurstangengelenk |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3714067A1 (de) | 1988-12-01 |
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