DE4419955C1 - Zapfengelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zapfengelenk nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Derartige Zapfengelenke (siehe z. B. DE 30 00 764 A1 und US 3 374 016), auch als Kugelgelenke bezeich­ net, werden häufig bei Lenkungen von Kraftfahrzeugen, z. B. bei Spurstangen, eingesetzt. Sie ermöglichen ei­ nen Winkelausschlag und können sowohl Radialkräfte als auch Kippmomente übertragen. Derartige Gelenke sollen eine möglichst geringe Reibung besitzen.

Bei bekannten Zapfengelenken entstehen unter anderem aufgrund von Toleranzungenauigkeiten stark streuende Reibmomente, die wegen der Forderung nach einer Spiel­ freiheit sehr große Werte erreichen und dadurch die Lenkungsrückstellung behindern können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein Zapfengelenk der eingangs erwähnten Art mit sehr genau definierten, niedrigem Reibwert zu schaffen, wobei gleichzeitig eine weiche oder harte Abstützung von Kippmomenten möglich sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Durch die Anordnung des erfindungsgemäßen Zwischen­ gliedes läßt sich nicht nur ein sehr niedriges Reibmo­ ment erreichen, sondern darüber hinaus läßt sich das gewünschte Reibmoment auch relativ genau bestimmen. Toleranzungenauigkeiten spielen auf diese Weise keine besondere Rolle mehr. So läßt sich z. B. das gewünschte Reibmoment zwischen dem Gelenkkopf, der im allgemeinen als Kugel ausgebildet ist, durch eine vorgewählte ra­ diale und axiale Vorspannung zwischen dem Kugelkopf und der sie im allgemeinen umgebenden Kugel- bzw. La­ gerschale einstellen.

Der mögliche Winkelausschlag läßt sich durch die Art und Form des Zwischengliedes bestimmen. Gleiches gilt für eine Federhärte.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be­ schriebenen Ausführungsbeispiel.

Ein Zapfengelenk weist in bekannter Weise einen Ge­ lenkzapfen 1 mit einem daran sich anschließenden Ge­ lenkkopf 2 mit einer sphärischen Lagerfläche (Kugel­ kopf) auf. Der Gelenkkopf 2 ist von einem napfartigen Gelenkgehäuse 3 umgeben, wobei zwischen dem Gelenkge­ häuse 3 und dem Gelenkkopf 2 eine Lagerschale 4 ange­ ordnet ist. Zur Abstützung dient eine Flanschbuchse 5 und zur Abdichtung des Innenraumes, der im allgemeinen mit einer Fettschmierung versehen ist, dient eine Ab­ dichtmanschette 6, die dicht über die Flanschbuchse 5 und den Gelenkzapfen 1 gelegt ist.

Zwischen dem Boden 7 des Gelenkgehäuses 3, der dem Gelenkzapfen 1 gegenüberliegt, und dem Gelenkkopf 2 in diesem Bereich ist ein Zwischenglied 8 aus Kunststoff eingelegt. Hierzu sind sowohl der Boden 7 als auch der Gelenkkopf 2 in dem dem Boden 7 gegenüberliegenden Bereich abgeflacht. Das Zwischenglied 8 ist in diesen auf diese Weise gebildeten Zwischenraum eingesetzt, besitzt einen tellerfederartigen Aufbau und ist mit seiner zentralen Basis 9 in einer zentralen Aussparung 10 des Gelenkkopfes eingesetzt. Wie ersichtlich, ragt die Tellerform des Zwischengliedes 8 aus der Ausspa­ rung 10 heraus und liegt in dem Zwischenraum zwischen dem Gelenkkopf 2 und dem Boden 7.

Im Randbereich des Zwischengliedes 8 weist dieses eine ringwulstartige umlaufende Verstärkung 11 auf. Die ringwulstartige Verstärkung ergibt eine Linienberüh­ rung 12 mit einer Fläche 13 im Boden 7. Die Linienbe­ rührung 12 findet auf einem definierten Kreisring statt, wobei diese im ausgelenkten Zustand des Gelen­ kes nur über einen Teilumfangsbereich auftritt.

In der Konstruktionslage des Zapfengelenkes kann die ringwulstartige Verstärkung 11 des Zwischengliedes 8 an beiden Gelenkteilen, d. h. am Gelenkkopf 2 und am Boden 7, anliegen, wie in der Zeichnung dargestellt. Selbstverständlich kann die ringwulstartige Verstär­ kung 11 auch nur an einem der Gelenkteile anliegen bzw. mit beiden berührungslos sein. In diesem Falle ist beim Auslenken des Gelenkzapfens 1 zunächst nur eine Lagerreibung zu überwinden. Sobald das Zwischen­ glied 8 mit beiden Gelenkteilen in Berührung gerät, erfolgt entweder eine elastische oder auch eine harte Abstützung des Gelenkzapfens 1. Dies hängt davon ab, ob das Zwischenglied aus einem elastischen oder aus einem harten Material besteht.

Die Kippbarkeit des Zapfengelenks bei einem harten Zwischenglied 8 wird durch dessen Spiel und bei einem elastischen Zwischenglied 8 ebenfalls durch dessen Spiel und/oder dessen Elastizität beschränkt.

Claims (6)

1. Zapfengelenk, mit einem Gelenkzapfen, der mit einem eine sphärische Lagerfläche aufweisenden Gelenkkopf in einer Ausnehmung eines napfartigen Gelenkgehäu­ ses verdrehbar und auslenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem nahezu flach ausgebildeten Boden (7) des Gelenkgehäuses (3) und dem Gelenkkopf (2), der auf der dem Boden (7) des Gelenkgehäuses (3) zuge­ wandten Seite zumindest in diesem äußeren Bereich der Form des Bodens (7) des Gelenkgehäuses (3) an­ gepaßt ist, ein wenigstens annähernd tellerfederar­ tiges Zwischenglied (8) derart eingesetzt ist, daß zwischen dem Boden (7) als auch dem Gelenkkopf (2) im wesentlichen wenigstens über einen Teilumfangs­ bereich nur eine Linienberührung (12) auftritt.

2. Zapfengelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (8) im Berührungsbereich eine ringwulstartige Verstärkung (11) aufweist.

3. Zapfengelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringwulstartige Verstärkung (11) im Randbereich des Zwischengliedes (8) vorgesehen ist.

4. Zapfengelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (8) mit Spiel zwischen dem Boden (7) und dem Gelenkkopf (2) angeordnet ist.

5. Zapfengelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (8) elastisch ausgebildet ist.

6. Zapfengelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (8) aus Kunststoff besteht.