DE7440249U

DE7440249U - Ball joint

Info

Publication number: DE7440249U
Application number: DE7440249*[U
Authority: DE
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1973-12-10
Publication date: 1975-04-17

Description

I*ATfENXANWÄLXE . .·' j . Dipl.-Phys. JÜRGEN WElSSE . Dfckcheta. Dt. RUDOLF WOLGASTI * ATfENXANWÄLXE. . · 'J. Dipl.-Phys. JÜRGEN WElSSE. Dfckcheta. German RUDOLF WOLGAST

D 5602 LANGENBERG · BÖKENBUSCH 41 Postfach 86 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 85116895D 5602 LANGENBERG BÖKENBUSCH 41 P.O. Box 86 Telephone: (02127) 4019 Telex: 85116895

GebrauchsmU8teranme3.dungUsage instruction

Automotive Products Automotive Products LimitedLimited , , Tachbrook Road, Leamington Spa,Tachbrook Road, Leamington Spa,

Warwickshire^ EnglandWarwickshire ^ England KugelgelenkBall joint

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem Kugelbolzen, der eine Gelenkkugel aufweist, welche in einer eine Dreh- und begrenzte Winkelbewegung des Kugelbolzens zulassenden Weise in einem Pfannengehäuse gehalten ist, das einen Hohlraum für die Gelenkkugel und eine Mündung des Hohlraumes bildet, durch die der Kugelbolzen hindurchragt und deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Gelenkkugel, und mit Dichtmitteln, welche den Eintritt von Schmutz und Feuchtigkeit durch die Mündung in den Hohlraum verhindern.The invention relates to a ball joint with a ball pin which has a joint ball which is in a rotary and limited angular movement of the ball pin allowing way is held in a socket housing that has a cavity for the Joint ball and a mouth of the cavity, through which the ball pin protrudes and whose diameter is smaller than the diameter of the joint ball, and with sealants that prevent the ingress of dirt and moisture through the Prevent opening into the cavity.

Solche Kugelgelenke werden in großem Umfange bei Lenk- und Federungssyr,temen für Kraftfahrzeuge verwendet. Es hat sich als schwierig erwiesen, solche Dichtmittel herzustellen, welche den Anforderungen der Abdichtung des Arbeitsteiles des Kugelgelenks gerecht wird ohne die Bewegung des Kugelbolzens merklich zu stören.Such ball joints are used extensively in steering and suspension systems for motor vehicles. It turned out to be proved difficult to produce such sealants which meet the requirements of sealing the working part of the ball joint does justice without noticeably disturbing the movement of the ball stud.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete Abdichtmittel für Kugelgelenke der eingangs definierten Art zu schaffen, die einfach und relativ preisgünstig herzustellen sind.The invention is based on the object of providing suitable sealing means for ball joints of the type defined at the outset create that are simple and relatively inexpensive to manufacture.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtmittel einen Dichtring und eine ringförmige Abdeckung enthalten, welche eine teilweise sphärische konkave Oberflache besitzt, daß der Dichtring der Kugelbolzen umgibt und druckmitteldicht an dem Kugelbolzen anliegt und eine radial äußere Ringfläche aufweist, die sich zu dem Pfannengehäuse hin verjüngt und einen ringförmigen Sitz für die Abdeckung bildet, daß die Abdeckung durch eine von dem Dichtring ausgeübte Last elastisch so gedrückt wird, daß ihre konkave Oberfläche, die dem Pfannengehäuse zugewandt ist, in Kontakt mit einer damit zusammenwirkenden konvexen Ringfläche gehalten wird, welche die Mündung des Hohlraumes umgibt, und so die Mündung des Hohlraumes abschließt, und daß die Abdeckung bei einer Dreh- oder Winkelbewegung des Kugelbolzens relativ zu dem Pfannengehäuse über die damit zusammenwirkende konvexe Ringfläche gleitet.According to the invention, this object is achieved in that the sealing means contain a sealing ring and an annular cover which has a partially spherical concave surface possesses that the sealing ring surrounds the ball pin and rests pressure medium-tight on the ball pin and a radially outer one Has annular surface which tapers towards the socket housing and forms an annular seat for the cover that the cover is elastically urged by a load exerted by the sealing ring so that its concave surface, the facing the socket housing, is held in contact with a cooperating convex annular surface which the Mouth of the cavity surrounds, and so closes the mouth of the cavity, and that the cover in a rotary or Angular movement of the ball pin relative to the socket housing slides over the co-operating convex ring surface.

Vorzugsweise besteht der Dichtring aus elastisch-nachgiebigem Material. Die Abeckung kann in federnder Anlage an der damit zusammenwirkenden konvexen Ringfläche durch eine Rückstellkraft gehalten werden, die durch axiale Verformung des Dichtringes hervorgerufen ist.The sealing ring is preferably made of an elastically flexible material. The cover can be resiliently attached to it cooperating convex ring surface are held by a restoring force caused by axial deformation of the sealing ring is caused.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die konvexe Ringfläche von einem zweiten Dichtring gebildet. Der zweite Dichtring wird durch die federnde Belastung, die von dem einen Dichtring auf die ringförmige Abdeckung ausgeübt wird, an eine Fläche an dem Pfannengehäuse angedrückt. Zweckmäßigerweise umgibt die ringförmige Abdeckung den Kugelbolzen unter Bildung eine Ringspaltes zwischen der ringförmigen Abdeckung und dem Kugelbolzen, so daß eine Schwenkbewegung des Kugelbolzens relativ zu dem Pfannengehäuse und der ringförmigen Abdeckung möglich ist, wenn die ringförmige Abdeckung gegen Bewegung relativ zu dem Pfannengehäuse gehalten ist. Es kann vorgesehen sein, daß die Außenfläche des Pfannengehäuses gestuft ist undIn a preferred embodiment of the invention, the convex ring surface is formed by a second sealing ring. The second sealing ring is pressed against a surface on the socket housing by the resilient load which is exerted on the annular cover by the one sealing ring. The annular cover expediently surrounds the ball pin, forming an annular gap between the annular cover and the ball pin, so that a pivoting movement of the ball pin relative to the socket housing and the annular cover is possible when the annular cover is held against movement relative to the socket housing. It can be provided that the outer surface of the socket housing is stepped and

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ίΙ =1 -i HfIKiC^ 'ί.Ι'Λν«'ίΙ = 1 -i HfIKiC ^ 'ί.Ι'Λν «'

j die Stufe oder Stufen einen Anschlag bildet bzw. bilden, welche die Winkelbewegung der ringförmigen Abdeckung oder des zweiten Dichtringes oder beider relativ zu dem Pfannengehäuse bei Winkelbewegung des Kugelbolzens begrenzt bzw. begrenzen. j the step or steps forms a stop which limits or restricts the angular movement of the annular cover or the second sealing ring or both relative to the socket housing during angular movement of the ball pin.

Es kann der besagte eine Dichtring eine zweiteilige radiale innere Fläche besitzen und ein Teil der besagten radial inneren Fläche dicht an dem Kugelbolzen anliegen, während der andere Teil im Abstand davon verläuft und eine kegelstumpfförmige Gestalt besitzt, die dor Gestalt der radial äußeren Fläche des besagten eii^n Dichtringes entspricht. Vorzugsweise ist das Ende größeren Durchmessers des besagten einen Dichtringes an einen Teil anlegbar, mit welchem der Kugelbolzen des Kugelgelenks im eingebauten Zustand verbunden ist und welcher eine Reaktionsfläche für die Kraft bildet, die federnd über den besagten einen Dichtring auf die ringförmige Abdeckung ausgeübt wird. It can be said one seal ring, a two-piece radially inner surface having and a portion of said radially inner surface tightly abutting the ball pin, while the other part runs at a distance therefrom and has a frusto-conical shape, the dor shape of the radially outer surface of said eii ^ n corresponds to the sealing ring. Preferably, the larger diameter end of said one sealing ring can be placed against a part to which the ball pin of the ball joint is connected in the installed state and which forms a reaction surface for the force which is resiliently exerted via said one sealing ring on the annular cover.

Der Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung beschrieben, die einen Schnitt durch ein die Erfindung verwirklichendes Kugelgelenk darstellt.The invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the associated drawing represents a section through a ball joint realizing the invention.

In dar Zeichnung enthält das Kugelgelenk einen Kugelbolzen 1o, der eine Gelenkkugel 11 aufweist, die innerhalb eines Pfannengehäuses 12 anliegt, das einen sphärischen Hohlraum für dit Gelenkkugel 11 bildet. Das Pfannengehäuse 12 bildet auch eine Mündung 13 des Hohlraumes, durch weslche der Kugelbolzen 1o hindurchragt. Die Mündung 13 erweitert sich von dem sphärischen Hohlraum nach außen. Die Mündung 13 und eine Ringnut 11, die in dem Kugelbolzen 1o gebildet ist, geben ausreichend Spiel für den Kugelbolzen, wenn dieser eine Winkelbewegung relativ zu dem Pfannengehäuse 12 ausführt. Der kleinste Durchmesser der Mündung 13 ist geringer als der Durchmesser der Gelenkkugel 11, so daß eine Dreh- und begrenzte Winkelbewegung des Kugelbolzens 1o erfolgen kann aber jede Bewegung parallel zur Längsachse desIn the drawing, the ball joint contains a ball pin 1o which has a joint ball 11 which is located within a socket housing 12 rests, which forms a spherical cavity for the joint ball 11. The pan housing 12 also forms one Mouth 13 of the cavity through which the ball pin 1o protrudes. The mouth 13 widens outward from the spherical cavity. The mouth 13 and an annular groove 11, which in the ball stud 1o is formed, give sufficient play for the ball pin when it executes an angular movement relative to the socket housing 12. The smallest diameter of the Mouth 13 is smaller than the diameter of the joint ball 11, so that a rotational and limited angular movement of the ball pin 1o can take place but any movement parallel to the longitudinal axis of the

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Kugelbolzens 1o verhindert wird. Ein sich verjüngender Teil. des Kugelbolzens 1o bildet einen Sitz für einen Hebel 16, der durch das Kugelgelenk schwenkbar mit dem Pfannengehäuse 12 verbunden 1st.Ball pin 1o is prevented. A tapered part. of the ball pin 1o forms a seat for a lever 16 which is pivotably connected to the socket housing 12 by the ball joint 1st.

Ein Gummidichtring 17 liegt druckmitteldicht an dem sich ver~ jungenden Teil 15 des Kugelbolzens 17 an. Der Dichtring 17 besitzt eine kegelstumpfförmige radial äußere Oberfläche und eine radial innere Oberfläche, von welcher ein Teil dicht an dem sich verjüngenden Teil 15 anliegt und der andere Teil sich nach außen erweitert. Der besagte andere Teil erstreckt sich von dem besagten einen Teil zu dem Hebel 15. Das Ende kleineren Durchmessers des Dichtringes 17 ist der Mündung des Pfannengehäuses zugewandt, und die Ringfläche an dem anderen Ende größeren Durchmessers liegt an dem Hebel 16 an.A rubber sealing ring 17 is pressure-tight on the ver ~ young part 15 of the ball pin 17 at. The sealing ring 17 has one frustoconical radially outer surface and one radially inner surface, one part of which rests closely against the tapered part 15 and the other part follows it extended outside. Said other part extends from said one part to the lever 15. The end smaller Diameter of the sealing ring 17 faces the mouth of the socket housing, and the annular surface at the other end larger diameter rests on the lever 16.

Die kegelstumpfförmige radial äußere Oberfläche des Dichtringes 17 bildet einen ringförmigen Sitz für einen hinteren Ringteil einer gelenkförmigen schalenförmigen Abdeckung 18. Der Sitz liegt näher zu dem Ende des Dichtringes 17, das einen geringeren Durchmesser besitzt als das äußere Ende. Der Teil der Abdeckung 18, der auf dem Dichtring 17 aufsitzt, besitzt eine kegelstumpfförmige Gestalt entsprechend der kegelstumpfförmigen äußeren Oberfläche des DichtrInges 17. Die schalenförmige Abdeckung 18 hat eine teilweise sphärische konkave Innenfläche, bestehend aus einem geeigneten reibungsarmen Kunststoff und überlappt Teile eines zweiten Dichtringes 19, der an dem Pfannengehäuse 12 anliegt. Der zweite Dichtring sitzt auf einem Ringteil 2o des Pfannengehäuses 12. Der Ringteil 2o umgibt die Mündung 13 des Pfannengehäuses und besitzt eine teilweise sphärische konvexe Gestalt. Der Innendurchmesser der ringförmigen Abdeckung 18 ist größer als der Außendurchmesser des sich verjüngenden Kugelbolzenteiles 15. Die Oberfläche dieses Teiles des Dichtringes 19, die von der Abdeckung 18 überlappt wird, hat eine teilweise sphärische konvexe Gestalt, deren Krümmung der Krümmung der InnenflächeThe frustoconical radially outer surface of the sealing ring 17 forms an annular seat for a rear ring part an articulated cup-shaped cover 18. The seat is closer to the end of the sealing ring 17, which has a smaller diameter than the outer end. The part the cover 18, which rests on the sealing ring 17, has a frustoconical shape corresponding to the frustoconical outer surface of the sealing ring 17. The cup-shaped Cover 18 has a partially spherical concave inner surface consisting of a suitable low friction Plastic and overlaps parts of a second sealing ring 19 which rests against the socket housing 12. The second sealing ring sits on a ring part 2o of the pan housing 12. The Ring part 2o surrounds the mouth 13 of the socket housing and has a partially spherical convex shape. Of the The inner diameter of the annular cover 18 is larger than the outer diameter of the tapered ball pin part 15. The surface of this part of the sealing ring 19, which is overlapped by the cover 18, has a partially spherical convex shape whose curvature is the curvature of the inner surface

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• ••II• •• II

• · • ι ι• · • ι ι

der Abdeckung 18 entspricht. Der Dichtring 19 besteht aus einem geeigneten reibungsarmen Kunststoff.the cover 18 corresponds. The sealing ring 19 consists of a suitable low-friction plastic.

Wenn das Kugelgelenk montiert ist, ist der Hebel 16 gegen den Gummidichtring 17 gehalten, der seinerseits die Abdeckung 18 gegen den Dichtring 19 drückt. Dl Reaktionskraft wird von dem konvexen Teil 2o des Pfannengehäuses 12 aufgenommen, welcher eine weitere Bewegung des Dichtringes 19 in Richtung der ausgeübten Kraft begrenzt. Die Außenfläche des Pfannengehäuses 12 ist ringförmig gestuft, so daß Spiel für die Abdeckung 18 geschaffen wird, wenn der Kugelbolzen 1o winkelmäßig bewegt wird und die Abdeckung 18 über äen Dichtring 19 gleitet. Jedoch kann die Bewegung der Abdeckung 18 urd/oder des zweiten Dichtringes 19 bei einer Schwenkbewegung des Kugelzapfens 1o begrenzt werden durch Anlage der Abdeckung 18 oder des zweiten Dichtringes 19 an einer entsprechenden Schulter, die von der Außenfläche des Pfannengehäuses 12 gebildet ist. Der Kugelbolzen 1o kann weiter relativ zu dem Pfannengehäuse 12 verschwenkt werden, wenn entweder die Abdeckung 18 oder der zweite Dichtring 19 an der jeweiligen Ringschulter des Pfannengehäuses 12 anliegt, und zwar wegen des Spiels zwischen der Abdeckung und dem Kugelbolzen 1o.When the ball joint is mounted, the lever 16 is against the Rubber sealing ring 17 held, which in turn, the cover 18 presses against the sealing ring 19. Dl reaction force is determined by the added convex part 2o of the socket housing 12, which limits further movement of the sealing ring 19 in the direction of the force exerted. The outer surface of the pan body 12 is annularly stepped so that play is created for the cover 18 when the ball pin 1o moves angularly and the cover 18 slides over the sealing ring 19. However can be the movement of the cover 18 and / or the second sealing ring 19 are limited in a pivoting movement of the ball stud 1o by the contact of the cover 18 or the second Sealing ring 19 on a corresponding shoulder from the Outer surface of the pan housing 12 is formed. The ball pin 1o can be pivoted further relative to the socket housing 12 be if either the cover 18 or the second Sealing ring 19 rests against the respective annular shoulder of the socket housing 12, namely because of the play between the cover and the ball pin 1o.

Eine solche Anordnung der Abdichtungen und der Abdickung, wie sie vorstehend beschrieben ist, vereinfacht die Montage des Kugelgelenks, da größere Toleranzen aufgenommen werden können als bei früheren ähnlichen Vorschlägen.Such an arrangement of the seals and the thickening, as described above, simplifies the assembly of the ball joint, since greater tolerances can be accommodated than in previous similar proposals.

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Claims

Protection claims

1. Kugelgelenk mit einem Kugelbolzen, der eine Gelenkkugel aufweist, welche In einer eine Dreh- und begrenze Winkelbewegung des Kugelbol?,ens zulassenden Welse In einem Pfannengehäus© gehalten 1st, das einen Hohlraum für die Gelenkkugel und eine Mündung des Hohlraumes bildet, durch die der Kugelbolzen hindurchragt und deren Durchmesser kleiner 1st als der Durchmesser der Gelenkkugel, und mit Dichtmitteln, welche den Eintritt von Schmutz und Feuchtigkeit durch die Mündung In den Hohlraum verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel einen Dichtring (17) und eine ringförmige Abdeckung (18) enthalten, welche eine teilweise sphärische konkave Oberfläche besitzt, daß der Dichtring (17) den Kugelbolzen (1o) umgibt und druckmitteldicht an dem Kugelbolzen (1o) anliegt und eine radial äußere Ringfläche aufweist, die sich ssu dem Pfannengehäuse (12) hin verjüngt und einen ringförmigen Sitz für die Abdeckung (18) bildet, daß die Abdeckung (18) durch eine von dem Dichtring (17) ausgeübte Last elastisch so gedrückt wird, daß ihre konkave Oberfläche, die dem Pfannengehäuse zugewandt ist, in Kontakt mit einer damit zusammenwirkenden konvexen Ringfläche gehalten wird, welche die Mündung (13) des Hohlraumes umgibt, und so die Mündung (13) des Hohlraumes abschließt, und daß die Abdeckung bei einer Dreh- oder Winkelbewegung des Xugelbolzens (1o) relativ zu dem Pfannengehäuse (12) über die damit zusammenwirkende konvexe Ringfläche gleitet.1. Ball joint with a ball pin, which is a joint ball has, which in a rotational and limited angular movement of the spherical pin, ens permitting catfish in one Pan housing © held 1st, which has a cavity for the Joint ball and an opening of the cavity through which the ball pin protrudes and its diameter 1st smaller than the diameter of the joint ball, and with sealants that prevent the ingress of dirt and Prevent moisture from flowing through the mouth into the cavity, characterized in that the sealing means have a sealing ring (17) and an annular cover (18) contain, which has a partially spherical concave surface, that the sealing ring (17) the ball pin (1o) surrounds and pressurized against the ball pin (1o) and has a radially outer annular surface, which ssu the pan housing (12) tapers out and forms an annular seat for the cover (18) that the Cover (18) is elastically pressed by a load exerted by the sealing ring (17) so that its concave Surface facing the socket housing in contact with a co-operating convex Annular surface is held, which surrounds the mouth (13) of the cavity, and so the mouth (13) of the cavity completes, and that the cover with a rotary or angular movement of the Xugelbolzens (1o) relative to the Pan housing (12) slides over the co-operating convex ring surface.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da£ der Dichtring (18) aus elastisch-nachgiebigem Material besteht.2. Ball joint according to claim 1, characterized in that £ the sealing ring (18) consists of an elastically flexible material.

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3. Ball joint according to claim 2, characterized in that the cover (18) in resilient contact with it cooperating convex ring surface is held by a restoring force caused by axial deformation of the Sealing ring (17) caused 1st.

4. Ball joint according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the convex ring flat of a second sealing ring (19) is formed.

5. Ball joint according to claim 4 when referring back to Claim 3, characterized in that the second sealing ring (19) by the resilient load exerted by the a sealing ring (17) is applied to the annular cover, on a surface (2o) on the cup body (12) is pressed.

6. Ball joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the annular cover (18) the Ball pin (1o) forming an annular gap between the annular cover (18) and the ball pin (1o) surrounds so that a pivoting movement of the ball pin (1o) relative to the socket housing (12) and the annular Cover (18) is possible if the annular cover (18) against movements relative to the socket housing (12) is held.

7., ball joint according to claim 6, characterized in that the outer surface of the socket housing (12) is stepped and the step or steps forms a stop, which the angular movement of the annular cover (18) or the second sealing ring (19) or both relative to the socket housing (12) limited or limit the angular movement of the ball pin (1o).

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8. Ball joint according to one of claims 1 to 7, characterized in that said one sealing ring (17) has a has two-part radially inner surface and part of said radially inner surface close to the ball stud (1o), while the other part is at a distance from it extends and has a frustoconical shape that corresponds to the shape of the radially outer surface of said one sealing ring (17).

9. Ball joint according to claim 3 or one of claims 4 to 8 when referring back to claim 3, characterized in that that the end of larger diameter of said one sealing ring (17) can be placed against a part (16), with which of the ball studs (1o) of the ball joint is connected in the installed state, and which is a reaction surface forms for the force which is resiliently exerted on the annular cover (18) via said one sealing ring (17) will.