DE4202072A1 - Kugelgelenk mit zwei separaten stroemungskanaelen - Google Patents

Kugelgelenk mit zwei separaten stroemungskanaelen

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DE4202072A1
DE4202072A1 DE19924202072 DE4202072A DE4202072A1 DE 4202072 A1 DE4202072 A1 DE 4202072A1 DE 19924202072 DE19924202072 DE 19924202072 DE 4202072 A DE4202072 A DE 4202072A DE 4202072 A1 DE4202072 A1 DE 4202072A1
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Walter Dipl Ing Dr Runkel
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Hemscheidt Fahrwerktechnik GmbH and Co KG
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Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugelgelenk zur ge­ lenkigen Abstützung von insbesondere hydraulischen Einrich­ tungen, wie Kolbenzylindereinheiten und dergleichen, be­ stehend aus zwei Gelenkarmen, wobei der erste Gelenkarm ein in einer innen topfartig ausgebildeten Aufnahme sitzendes Lagerelement mit einer hohlkugelschalenförmigen Lagerfläche aufweist und der zweite Gelenkarm in einem Endbereich als in dem Lagerelement mit einer kalottenförmigen Lagerfläche geführtes Lagerkugelelement ausgebildet ist, wobei die Ge­ lenkarme begrenzt in einem bestimmten Schwenkwinkelbereich gegeneinander verschwenkbar sowie unbegrenzt um die Längs­ achse des zweiten Gelenkarms gegeneinander verdrehbar sind, wobei ein erster Strömungskanal für ein insbesondere hy­ draulisches Medium vorgesehen ist, der von einem durch den ersten Gelenkarm verlaufenden, ersten Kanalabschnitt, einem durch den zweiten Gelenkarm verlaufenden, zweiten Kanalab­ schnitt sowie von diese Kanalabschnitte verbindenden, sich im Bereich der Lagerflächen in zu diesen radialer Richtung durch das Lagerelement und das Lagerkugelelement erstrec­ kenden Passagen gebildet und über Dichtungen nach außen ab­ gedichtet ist, und wobei ein von dem ersten Strömungskanal unabhängiger, zweiter Strömungskanal vorgesehen ist mit einem durch den ersten Gelenkarm verlaufenden, ersten Teil­ kanal, einem durch den zweiten Gelenkarm verlaufenden, zweiten Teilkanal sowie einem den ersten Teilkanal unter Umgehung des Bereichs der Lagerflächen des Lagerelementes und des Lagerkugelelementes mit dem zweiten Teilkanal ver­ bindenden Verbindungskanal, wobei der zweite Teilkanal in einer dem Lagerkugelelement benachbarten, freien Stirnflä­ che des zweiten Gelenkarmes eine Mündungsöffnung aufweist, die in jeder möglichen Gelenkstellung mit einer im Boden­ bereich der topfartig ausgebildeten Aufnahme des ersten Gelenkarms ausgebildeten, einen Teil des Verbindungskanals bildenden Kammer in Verbindung steht, nach Patent . . . . (Patentanmeldung P 40 40 878.7-12).
Das in der Hauptanmeldung vorgeschlagene Kugelgelenk hat sich im wesentlichen gut bewährt, da aufgrund der vorhande­ nen zwei separaten Strömungskanäle zwei Druckmedien unab­ hängig voneinander durch das Gelenk geführt werden können, und zwar unter Beibehaltung des vollen Bewegungsbereichs des Gelenkes, d. h. insbesondere der unbegrenzten Verdreh­ barkeit der beiden Gelenkarme relativ zueinander. Nun wurde allerdings festgestellt, daß es im Betrieb zu Schwergängig­ keiten oder sogar zu Blockierungen des Gelenkes kommen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun­ de, das in der Hauptanmeldung vorgeschlagene Gelenk so zu verbessern, daß unter nahezu allen Betriebsbedingungen eine optimale Beweglichkeit gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der zweite Gelenkarm mit dem Lagerkugelelement derart druckausgeglichen in dem in der Aufnahme des ersten Gelenkarmes sitzenden Lagerelement geführt ist, daß bei Druckbeaufschlagung des ersten und/oder des zweiten Strömungskanals auf den zweiten Gelenkarm bzw. auf das Lagerkugelelement eine resultierende axiale Kraft wirkt, die zumindest annähernd gleich Null ist.
Dabei beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß die oben beschriebenen Probleme darauf zurückzuführen sind, daß bei Druckbeaufschlagung des zweiten Strömungskanals die freie Stirnfläche des zweiten Gelenkarms mit dem im zweiten Strö­ mungskanal herrschenden Druck beaufschlagt wird, und daß hierdurch gemäß der physikalischen Beziehung "Kraft gleich Druck mal Fläche" (F = p·A) eine in Richtung der Längs­ achse des zweiten Gelenkarmes wirkende Kraft erzeugt wird, die das Lagerkugelelement derart in axialer Richtung in die hohlkugelschalenförmige Lagerfläche des Lagerelementes preßt, daß eine sehr hohe Lagerreibung auftritt, die bis zu einem Blockieren des Gelenkes führen kann.
Um nun den erfindungsgemäßen Druckausgleich zu erreichen, wurde erfindungsgemäß an dem Lagerkugelelement ein der freien Stirnfläche axial gegenüberliegender, druckbeauf­ schlagbarer Flächenbereich geschaffen, so daß durch Druck­ beaufschlagung dieses Flächenbereiches eine Gegenkraft er­ zeugt wird, die der durch Druckbeaufschlagung insbesondere des Stirnflächenbereiches erzeugten Kraft mit zumindest an­ nähernd gleichem Betrag entgegenwirkt. Hierdurch ist auch im druckbeaufschlagten Betriebszustand eine leichtgängige Beweglichkeit des Gelenkes gewährleistet, da sich die bei­ den druckbedingten, in den entgegengesetzten axialen Rich­ tungen des zweiten Gelenkarmes wirkenden Kräfte zumindest annähernd zu Null kompensieren. Hierdurch sitzt das Lager­ kugelelement praktisch in axialer Richtung "schwimmend" in dem Lagerelement, wodurch nur eine sehr geringe Lagerrei­ bung auftreten kann, die sich im wesentlichen auf die An­ lagekräfte der notwendigen Dichtungen beschränkt.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels soll im folgenden die Erfindung näher erläutert wer­ den. Dabei zeigt die einzige Zeichnungsfigur einen Axial­ schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk.
Ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk 1 besteht aus zwei Ge­ lenkarmen 2 und 4. Der erste Gelenkarm 2 besitzt eine ein­ seitig in Richtung des zweiten Gelenkarms 4 offene Aufnah­ me 6, in der ein Lagerelement 8 mit einer konkaven, hohl­ kugelschalenförmigen Lagerfläche 10 sitzt. Der zweite Ge­ lenkarm 4 weist im Bereich seines in die Aufnahme 6 geführ­ ten Endes ein Lagerkugelelement 12 mit einer der konkaven Krümmung der Lagerfläche 10 entsprechenden, konvex gekrümm­ ten, kalottenförmigen Lagerfläche 14 auf. Der zweite Ge­ lenkarm 4 ist mit dem Lagerkugelelement 12 derart in dem Lagerelement 8 des ersten Gelenkarms 2 geführt, daß die Gelenkarme 2, 4 relativ zueinander einerseits begrenzt in einem bestimmten, einen zwischen ihren Längsachsen 16, 18 angeordneten Winkel α umschließenden Schwenkwinkelbereich β sowie andererseits unbegrenzt, d. h. um einen Winkel γ von mehr als 360°, um die Längsachse 18 des zweiten Gelenkarms 4 verschwenkbar bzw. verdrehbar sind.
Durch das Kugelgelenk 1 führt ein erster Strömungskanal 20 für ein insbesondere hydraulisches Druckmedium (z. B.Hydrau­ liköl). Dieser Strömungskanal 20 besteht aus einem durch den ersten Gelenkarm 2 verlaufenden, ersten Kanalabschnitt 22, einem durch den zweiten Gelenkarm 4 verlaufenden, zwei­ ten Kanalabschnitt 24 sowie aus diese Kanalabschnitte 22, 24 verbindenden, sich im Bereich der Lagerflächen 10, 14 in - bezogen auf deren Kugelkrümmung - radialer Richtung, d. h. in zur Längsachse 18 des zweiten Gelenkarms 4 - in dessen Schwenk-Mittelstellung - etwa senkrechter Richtung, durch das Lagerelement 8 und das Lagerkugelelement 12 erstrecken­ den Passagen 26. Der Spalt zwischen den Lagerflächen 10, 14 ist beidseitig des Strömungskanals 20 bzw. der Passagen 26 über Dichtungen 28 nach außen druckdicht abgedichtet.
Weiterhin besitzt das Kugelgelenk 1 einen von dem ersten Strömungskanal 20 unabhängigen, zweiten Strömungskanal 30 (ebenfalls für ein hydraulisches Druckmedium) mit einem durch den ersten Gelenkarm 2 verlaufenden, ersten Teilkanal 32, einem durch den zweiten Gelenkarm 4 verlaufenden, zwei­ ten Teilkanal 34 sowie mit einem den ersten Teilkanal 32 unter Umgehung des Bereichs der Lagerflächen 10, 14 des Lagerelementes 8 und des Lagerkugelelementes 12, und damit auch unter Umgehung der Passagen 26 des ersten Strömungs­ kanals 20, unmittelbar mit dem zweiten Teilkanal 34 verbin­ denden Verbindungskanal 36. Dabei bildet der Verbindungs­ kanal 36 im Bereich des in die Aufnahme 6 geführten, stirn­ seitigen Endes des zweiten Gelenkarms 4 eine Kammer 38, in die der zweite Teilkanal 34 in jeder möglichen Schwenkstel­ lung der Gelenkarme 2, 4 mündet.
In den dargestellten, bevorzugten Ausführungsformen der Er­ findung sind der erste und zweite Gelenkarm 2, 4 etwa in einem rechten Winkel zueinander angeordnet, d. h. der Winkel α zwischen den Längsachsen 16, 18 beträgt in der Schwenkmit­ telstellung etwa 90°.
Es ist ferner besonders vorteilhaft, wenn im Bereich des ersten Gelenkarms 2 der erste Kanalabschnitt 22 des ersten Strömungskanals 20 als zentrischer Axialkanal und der erste Teilkanal 32 des zweiten Strömungskanals 30 als den ersten Kanalabschnitt 22 konzentrisch umschließender Ringkanal ausgebildet sind. Im Bereich des zweiten Gelenkarms 4 könn­ te dies - wie im Hauptpatent beschrieben - praktisch umge­ kehrt sein, d. h. der zweite Teilkanal 34 des zweiten Strö­ mungskanals 30 könnte hier als zentrischer Axialkanal aus­ gebildet sein, während dann der zweite Kanalabschnitt 24 des ersten Strömungskanals 20 als den zweiten Teilkanal 34 konzentrisch umschließender Ringkanal ausgebildet wäre. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft jedoch der zwei­ te Kanalabschnitt 24 des ersten Strömungskanals 20 als Axi­ alkanal parallel "neben" dem als vorzugsweise zentrisch an­ geordneteter Axialkanal ausgebildeten, zweiten Teilkanal 34 des zweiten Strömungskanals 30 durch den zweiten Gelenkarm 4. Der erste Kanalabschnitt 22 des ersten Gelenkarms 2 mün­ det in Richtung von dessen Längsachse 16 bzw. senkrecht zur Längsachse 18 des zweiten Gelenkarms 4 in die Aufnahme 6 und geht hier in die Passagen 26 über. Die Passagen 26 be­ stehen aus einer sich ausgehend von dem zweiten Kanalab­ schnitt 24 des zweiten Gelenkarms 4 in zu diesem radialer Richtung durch das Lagerkugelelement 12 erstreckenden Quer­ öffnung 40, einem als zur Längsachse 18 konzentrische Außenringnut des Lager-Kugelelementes 12 gebildeten Ring­ kanal 41, sowie aus von einem zur Längsachse 18 des zweiten Gelenkarms 4 konzentrischen Ringkanal 42 des Lagerelementes 8. Dabei ist dieser letztgenannte Ringkanal 42 vorzugsweise dadurch gebildet, daß das Lagerelement 8 aus zwei einzelnen Lagerringen 44 besteht, die jeweils einen Teil der kugel­ schalenförmigen Lagerfläche 10 aufweisen, und die zwischen sich den Ringkanal 42 einschließen, der hierdurch in jeder möglichen Gelenkstellung die Queröffnung 40 und den Ringka­ nal 41 des Lagerkugelelementes 12 mit dem ersten Kanalab­ schnitt 22 verbindet.
Der erste Teilkanal 32 des zweiten Strömungskanals 30 zweigt ein Stück vor der Aufnahme 6 über mindestens eine von der Längsachse 16 weg verlaufende, in den Verbindungs­ kanal 36 übergehende Querpassage 46 ab, und der zweite Teilkanal 34 erstreckt sich in axialer Richtung über den Bereich der Queröffnung 40 des ersten Strömungskanals 20 hinaus durch den zweiten Gelenkarm 4 bis zu einer stirn­ seitigen, sich vorzugsweise konisch erweiternden Mündungs- Öffnung 48, die in die von dem Verbindungskanal 36 gebilde­ te Kammer 38 mündet, und zwar vorzugsweise über einen kur­ zen Bohrungsabschnitt 49, der mit der Mündungsöffnung 48 aufgrund von deren sich konisch erweiternden Ausbildung ständig, d. h. in jeder möglichen Gelenkstellung, verbunden ist. Somit bildet der Verbindungskanal 36 praktisch einen seitlichen "Bypass", der an dem Lagerbereich "vorbeiführt".
Die beiden einzelnen Lagerringe 44 des Lagerelementes 8 sitzen unter Zwischenlage von jeweils einem Dichtring 50 in der Aufnahme 6. Ferner sind die oben bereits erwähnten Dichtungen 28 erfindungsgemäß durch zwei Dichtringe 52 und 54 gebildet, die vorzugsweise beide jeweils gekammert in einer Ringnut des Lagerelementes 8 oder des Lagerkugelele­ mentes 12 sitzen. In der dargestellten, bevorzugten Aus­ führungsform sind die Dichtringe 52, 54 jeweils in einer Außenringnut des Lagerkugelelementes 12 angeordnet, jedoch liegt es im Bereich der Erfindung, die Dichtringe 52, 54 entsprechend in Innenringnuten des Lagerelementes 8 anzu­ ordnen. Diese beschriebene Kammerung der Dichtringe 52, 54 ist insofern von besonderem Vorteil, als hierdurch beson­ ders hohe Drücke abgedichtet werden können.
In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist das Lagerkugelelement 12 einstückig mit dem zweiten Gelenkarm 4 ausgebildet. Ferner wird hier der der Öffnung der Auf­ nahme 6 abgekehrte Lagerring 44 des Lagerelementes 8 zum Einstellen des Lagerspiels auf seiner dem anderen Lagerring 44 abgekehrten Seite von einem Einstellelement 60 beauf­ schlagt. In der dargestellten Ausführungsform besteht die­ ses Einstellelement 60 aus einer über ein Gewinde 62 mit dem ersten Gelenkarm 2 verbundenen, die Längsachse 18 des zweiten Gelenkarms 4 konzentrisch umschließenden Ring­ schraube bzw. Außengewindemutter 64. Des weiteren ist vor­ zugsweise der der Öffnungsseite der Aufnahme 6 abgekehrte Lagerring 44 deckelartig ausgebildet und von dieser Seite her die Aufnahme verschließend in diese eingesetzt. Dabei verlaufen der Verbindungskanal 36 und auch der Bohrungsab­ schnitt 49 durch den Lagerring 44, und die Kammer 38 ist von einer Ausnahmevertiefung des Lagerrings 44 gebildet und wird nach außen durch ein Deckelelement 66 verschlossen.
In der Zeichnung ist nun noch eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Kugelgelenkes 1 zur Abstützung einer hy­ draulischen Kolbenzylindereinheit 70 angedeutet. Hierbei ist der erste Gelenkarm 2 mit einer Kolbenstange 72 der Kolbenzylindereinheit 70 verbunden, wobei zweckmäßigerweise der erste Strömungskanal 20, d. h. dessen erster Kanalab­ schnitt 22, mit einem Zylinderraum und der zweite Strö­ mungskanal 30 bzw. dessen erster Teilkanal 32 mit einem die Kolbenstange 72 umschließenden Zylinderringraum 76 verbun­ den sind. Der Zylinderraum der Kolbenzylindereinheit 70 sowie auch ein mit der Kolbenstange 72 verbundener Kolben sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Bei dieser Anwen­ dung können der Zylinderraum und der Zylinderringraum unab­ hängig voneinander über das erfindungsgemäße Kugelgelenk 1 mit externen Hydraulikeinrichtungen, wie Druckspeichern, Druckmittelpumpen, Hydrauliktanks und dergleichen, verbun­ den werden.
Erfindungsgemäß ist nun der zweite Gelenkarm bezüglich der durch Druckbeaufschlagung des ersten und/oder des zweiten Strömungskanals 20/30 erzeugten, in Richtung der Längsachse 18 wirkenden Kräfte derart druckausgeglichen, daß er mit einer resultierenden axialen Kraft beaufschlagt wird, die zumindest annähernd gleich Null ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird dies nun dadurch erreicht, daß der der Öffnungsseite der Aufnahme 6 zugekehrt angeordnete, den Spalt zwischen den Lagerflächen 10, 14 neben den Passagen 26 des ersten Strö­ mungskanals 20 nach außen abdichtende Dichtring 54 in Rich­ tung der Längsachse 18 weiter von den Passagen 26 entfernt angeordnet ist als der andere Dichtring 52. Hierdurch sind erfindungsgemäß zwischen den beiden Dichtringen 52, 54 an dem Lagerkugelelement 12 zwei unterschiedlich große, in entgegengesetzten axialen Richtungen vom innerhalb des ersten Strömungskanals 20 herrschenden Druck beaufschlagte Flächenbereiche 14a und 14b der Lagerfläche 14 gebildet (abgeteilt), wobei der der Öffnungsseite der Aufnahme 6 nächstliegende Flächenbereich 14a eine größere Oberfläche als der andere, der Öffnungsseite entfernt liegende Flä­ chenbereich 14b besitzt. Der Druck wirkt nun durch den Spalt zwischen den Lagerflächen 10, 14 auf die Flächenbe­ reiche 14a und 14b, und aufgrund der Kugelkrümmung der Lagerfläche 14 und damit auch der Flächenbereiche 14a, 14b entstehen hierdurch wegen der physikalischen Beziehung F = p·A (Kraft = Druck mal von diesem beaufschlagte Fläche, wobei hier unter "Fläche" jeweils die axiale Pro­ jektion der kalottenförmig gewölbten Flächenbereiche 14a, 14b zu verstehen ist) zwei gegeneinanderwirkende Kraftkom­ ponenten, wobei die den zweiten Gelenkarm in die Aufnahme 6 hineinpressende Kraftkomponente p mal Fläche 14a größer als die entgegengesetzte, den zweiten Gelenkarm aus der Aufnahme 6 herausdrückende Kraftkomponente p mal Fläche 14b ist. Es entsteht hieraus folglich eine erste Kraftresul­ tierende, die die Tendenz hat, den zweiten Gelenkarm in die Aufnahme 6 hineinzupressen. Nun entsteht aber zwangsläufig auch eine weitere axiale, in Richtung der Öffnungsseite der Aufnahme 6 wirkende Kraft dadurch, daß die freie Stirnflä­ che des zweiten Gelenkarmes, d. h. ein Flächenbereich 14c der Lagerfläche 14, von der Kammer 38 des zweiten Strö­ mungskanals 30 her mit dem hier herrschenden Druck beauf­ schlagt wird. Erfindungsgemäß sind deshalb alle druckbeauf­ schlagten Flächen derart ausgelegt und an die jeweils in den beiden Strömungskanälen 20, 30 herrschenden Drücke angepaßt, daß sich alle axialen Kräfte gegenseitig zumin­ dest annähernd zu Null kompensieren. Dies bedeutet, daß die oben erwähnte erste Kraftresultierende mit entgegen­ setzter Richtung zumindest annähernd gleich derjenigen Kraftkomponente ist, die durch Beaufschlagung des stirn­ seitigen Flächenbereichs 14c mit dem Druck des zweiten Strömungskanals 30 entsteht, so daß hierdurch eine zweite (Gesamt-)Kraftresultierende entsteht, die etwa Null be­ trägt. Es gilt die Gleichung p1·Aa=p1·Ab+p2·Ac, wo­ bei p1 der Druck innerhalb des ersten Strömungskanals 20, p2 der Druck innerhalb des zweiten Strömungskanals 30, Aa die Fläche (axiale Projektion) des Flächenbereichs 14a, Ab die axial projizierte Fläche des Flächenbereichs 14b und Ac die axial projizierte Fläche des Flächenbereichs 14c bedeuten. Dabei kann das Produkt p1·Ab vorteilhafterweise gering gehalten werden, indem der Dichtring 52 sehr nahe an den Passagen 26 angeordnet wird, so daß die für die Entste­ hung dieser axialen Kraftkomponente maßgeblichen Flächen Ab nahezu Null wird.
Erfindungsgemäß ist es nun des weiteren besonders vorteil­ haft, wenn ein zusätzlicher, die Mündungsöffnung 48 des zweiten Teilkanals 34 des zweiten Strömungskanals 30 mit geringem Abstand umschließender Dichtring 80 den Spalt zwischen den Lagerflächen 10, 14 abdichtend vorgesehen ist. Dieser Dichtring 80 ist ebenfalls - wie auch die Dichtringe 52, 54 - vorzugsweise in einer Außenringnut des Lagerkugel­ elementes 12 gekammert angeordnet. Durch diesen zusätzli­ chen Dichtring 80 kann vorteilhafterweise der stirnseitige, druckbeaufschlagte Flächenbereich 14c verkleinert werden (der zwischen den Dichtringen 52 und 80 liegende Flächen­ bereich ist nämlich drucklos), so daß sich auch die hier erzeugte Kraftkomponente entsprechend der Formel F=p2·Ac reduziert. Hierdurch braucht vorteilhafterweise die Pro­ jektion der Gegenfläche 14a auch nur eine relativ kleine Flächengröße zu besitzen.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschrie­ bene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsfor­ men. So ist insbesondere darauf hinzuweisen, daß ein Druck­ ausgleich grundsätzlich auch erreicht werden kann, indem mittels eines zusätzlichen Dichtringes auf der der Öff­ nungsseite der Aufnahme 6 zugekehrten Seite des Lagerkugel­ elementes 12 zwischen diesem zusätzlichen Dichtring und dem Dichtring 54 ein druckbeaufschlagbarer Flächenbereich ge­ schaffen wird, der dann über eine entsprechende Kanalver­ bindung mit dem innerhalb des zweiten Strömungskanals 30 herrschenden Druck beaufschlagt wird. Die Dichtringe 52, 54 wären dann wieder bezüglich der Passagen 26 "symme­ trisch" anzuordnen. Diese Ausführungsform wäre insofern von Vorteil, als für den Druckausgleich der innerhalb des ersten Strömungskanals 20 herrschende Druck und damit auch das Druckverhältnis p1/p2 keine Rolle mehr spielen würden; vielmehr würde dann in den entgegengesetzten Richtungen stets der gleiche Druck p2 wirken, so daß vorteilhafterweise auch dessen konkrete Höhe für den Druckausgleich keine Rol­ le mehr spielt, wenn einmal die druckbeaufschlagten Flächen entsprechend abgestimmt (bemessen) sind.

Claims (4)

1. Kugelgelenk zur gelenkigen Abstützung von insbesondere hydraulischen Einrichtungen, wie Kolbenzylindereinhei­ ten und dergleichen, bestehend aus zwei Gelenkarmen, wobei der erste Gelenkarm ein in einer innen topfar­ tig ausgebildeten Aufnahme sitzendes Lagerelement mit einer hohlkugelschalenförmigen Lagerfläche aufweist und der zweite Gelenkarm in einem Endbereich als in dem Lagerelement mit einer kalottenförmigen Lagerflä­ che geführtes Lagerkugelelement ausgebildet ist, wobei die Gelenkarme begrenzt in einem bestimmten Schwenk­ winkelbereich gegeneinander verschwenkbar sowie unbe­ grenzt um die Längsachse des zweiten Gelenkarms gegen­ einander verdrehbar sind, wobei ein erster Strömungs­ kanal für ein insbesondere hydraulisches Medium vor­ gesehen ist, der von einem durch den ersten Gelenkarm verlaufenden, ersten Kanalabschnitt, einem durch den zweiten Gelenkarm verlaufenden, zweiten Kanalabschnitt sowie von diese Kanalabschnitte verbindenden, sich im Bereich der Lagerflächen in zu diesen radialer Rich­ tung durch das Lagerelement und das Lagerkugelelement erstreckenden Passagen gebildet und über Dichtungen nach außen abgedichtet ist, und wobei ein von dem er­ sten Strömungskanal unabhängiger, zweiter Strömungs­ kanal vorgesehen ist mit einem durch den ersten Ge­ lenkarm verlaufenden, ersten Teilkanal, einem durch den zweiten Gelenkarm verlaufenden, zweiten Teilkanal sowie einem den ersten Teilkanal unter Umgehung des Bereichs der Lagerflächen des Lagerelementes und des Lagerkugelelementes mit dem zweiten Teilkanal verbin­ denden Verbindungskanal, wobei der zweite Teilkanal in einer dem Lagerkugelelement benachbarten, freien Stirnfläche des zweiten Gelenkarmes eine Mündungsöff­ nung aufweist, die in jeder möglichen Gelenkstellung mit einer im Bodenbereich der topfartig ausgebildeten Aufnahme des ersten Gelenkarms ausgebildeten, einen Teil des Verbindungskanals bildenden Kammer in Verbin­ dung steht, nach Patent . . .. (Patentanmeldung P 40 40 878.7-12), dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gelenkarm (4) mit dem Lagerkugelelement (12) derart druckausgeglichen in dem in der Aufnahme (6) des ersten Gelenkarmes (2) sitzenden Lagerelement (8) ge­ führt ist, daß bei Druckbeaufschlagung des ersten und/oder des zweiten Strömungskanals (20/30) auf den zweiten Gelenkarm (4) bzw. auf das Lagerkugelelement (12) eine resultierende axiale Kraft wirkt, die zu­ mindest annähernd gleich Null ist.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerkugelelement (12) im der freien Stirnfläche und einem hier von der Seite der Kammer (38) des zweiten Strömungskanals her druckbeaufschlagten Flächenbereich (14c) axial gegenüberliegenden Bereich der kalotten­ förmigen Lagerfläche (14) einen druckbeaufschlagten Flächenbereich (14a) derart aufweist, daß die sich jeweils als Produkt aus der axial projizierten Flä­ chengröße des jeweiligen Flächenbereiches (14a/14c) mal dem diesen beaufschlagenden Druck ergebenden, axialen Kräfte mit entgegengesetzten Richtungen zumindest annähernd gleich groß sind.
3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die radialen Passagen (26) des ersten Strömungskanals (20) beidseitig abdichtenden Dichtungen (28) aus einem ersten, auf der der Öffnungsseite der Aufnahme (6) ab­ gekehrten Seite neben den Passagen (26) angeordneten Dichtring (52) sowie einem zweiten, auf der anderen Seite neben den Passagen (26) angeordneten Dichtring (54) bestehen, wobei der zweite Dichtring (54) derart weiter von den Passagen (26) entfernt angeordnet ist als der erste Dichtring (52), daß zwischen dem zweiten Dichtring (54) und den Passagen (26) der druckbeauf­ schlagte, der freien Stirnseite axial gegenüberliegen­ de Flächenbereich (14a) gebildet und dieser Flächen­ bereich (14a) von dem innerhalb des ersten Strömungs­ kanals (20) herrschenden Druck beaufschlagt ist.
4. Kugelgelenk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen zusätz­ lichen, den Spalt zwischen den Lagerflächen (10, 14) abdichtenden und die Mündungsöffnung (48) des zweiten Teilkanals (34) des zweiten Strömungskanals (30) zur Reduzierung der Flächengröße des stirnseitig druck­ beaufschlagten Flächenbereichs (14c) umschließenden Dichtring (80).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0811746A2 (de) * 1996-06-05 1997-12-10 Norsk Hydro ASA Einrichtung für das Verbinden von flexiblen mit halbflexiblen Rohren bei Meeresbauwerken
DE102004044088A1 (de) * 2004-09-09 2006-04-13 Zf Friedrichshafen Ag Gelenk- und/oder Lageranordnung
CN102330857A (zh) * 2011-07-28 2012-01-25 大连益多管道有限公司 高温中压球型补偿器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0811746A2 (de) * 1996-06-05 1997-12-10 Norsk Hydro ASA Einrichtung für das Verbinden von flexiblen mit halbflexiblen Rohren bei Meeresbauwerken
EP0811746A3 (de) * 1996-06-05 1999-02-03 Norsk Hydro ASA Einrichtung für das Verbinden von flexiblen mit halbflexiblen Rohren bei Meeresbauwerken
DE102004044088A1 (de) * 2004-09-09 2006-04-13 Zf Friedrichshafen Ag Gelenk- und/oder Lageranordnung
DE102004044088B4 (de) * 2004-09-09 2007-02-08 Zf Friedrichshafen Ag Gelenk- und/oder Lageranordnung
CN102330857A (zh) * 2011-07-28 2012-01-25 大连益多管道有限公司 高温中压球型补偿器

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