DE8505264U1

DE8505264U1 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE8505264U1
Application number: DE8505264U
Authority: DE
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Publication date: 1985-05-15

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk für Kraftfahrzeuge mit einer zwischen einem Gelenkgehäuse und einem Kugelkopf eingesetzten Lagerschale aus einem weichelastischen Kunststoff, die an einer Stirnfläche mit aus einer Anschlagfläche herausragenden, elastisch verformbaren Erhebungen versehen ist.

Aus der DE-PS 10 98 381 ist ein Kugelgelenk mit Lagerkörpern in Form von Pfannen aus elastischem Werkstoff bekannt, die unter vom Deckel des Gehäuses ausgehend gegen den Kugelkopf wirkenden elastischen Druck stehen und die Fließfähigkeit begünstigende Ausnehmungen aufweisen. Die Ausnehmungen haben auf der dem Gehäuseverschluß zugewandten Fläche des Lagerkörpers die Form einer Wellung und auf dem Mantel der Lagerkörper die Form umlaufender Nuten. Die Ausnehmungen haben die Aufgabe, durch elastische Verformung beim Verspannen des Gehäusedeckels Fertigungstoleranzen auszugleichen und die Fließmöglichkeit des Lagerkörpers bei radialen Belastungen zu erhöhen.

Die DE-OS 20 34 667 beschreibt ein elastisches Kugelgelenk für Kraftfahrzeuge, das in den beiden Hauptbelastungsrichtungen unterschiedliche Elastizitäten aufweist, da die Lagerschalen aus Werkstoffen unterschiedlicher Elastizität bestehen oder durch unterschiedliche Formgebungen unterschiedliche Elastizitäten aufweisen. Es wird vorgeschlagen, die Elastizität der Lagerschalen durch Ausnehmungen in einer der Kugelschalenhälften zu beeinflussen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk mit einer Lagerschale zu schaffen, deren Formgebung die gezielte Einstellung der Radialelastizität und die Einhaltung enger Toleranzen des Drehmomentes ermöglicht.

⁷ur technischen Lösung dieser Aufgabe wird eine Ginteilige Lagerschale vorgeschlagen, die eine in der Äquatorzone des Kugelkopfes in eii'iem Mantel der Lagerschale umlaufende Nut zur Einstellung der Radialelastizität hat.

Ein nach dieser technischen Lehre ausgebildetes Kugelgelenk hat den Vorteil, daß Maßschwankungen bei der Cra-r*·*-·!/-»»!«« w r» η t anaycr^halo unH Ποί onVnohHnco wnn Hon auf rlpr ' ^■^«-^^•'••y »i^tt ·■ «y«» «···«*- w>._u «.».v....^.....-.. ..... ...... _.._ _

Stirnseite der Lagerschale aus einer Anschlagfläche herausragenden, elastisch verformbaren Erhebungen ausgeglichen werden, und daß die Maßschwankungen infolge der Einteiligkeit der Lagerschale die Flächenpressung in der Lagerfläche und somit das Drehmoment nur geringfügig verändern, wobei gewährleistet ist, daß die Lagerschale radiale Belastungen abfedert, indem sie sich im Bereich der auf dem Mantel der Lagerschale umlaufenden Nut elastisch verformt. Durch Bemessung der Nutenbreite und der Nutentiefe kann die Radialelastizität der Lagerschale an verschiedene :;.; Anforderungen angepaßt werden, ohne daß der Lager- :: schalenwerkstoff geändert werden muß. Die zur Kraftrichtung .| annähernd symmetrische Spannungsverteilung in der Lagerschale bedeutet eine optimale Belastung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Erhebungen als $

'A radial verlaufende quaderförmige Rippen ausgebildet, wobei die %

Rippen durch an ihre Seitenwände angrenzende Nuten von den An- ;⁽

schlagflächen beabstandet sind und wobei das die _;

Anschlagflächen überragende Volumen jeder Rippe vor der L; Montage annähernd gleich dem freien Volumen der beiden ihr zugeordneten Nuten ist, so daß die Anschlagflächen benachbarter Seitenwände der Nuten im montierten Zustand die

elastisch verformbaren Rippen abstützen. Daraus resultiert der :.'i

V 0 r t e i 1 , daß die zwischen den Rippen und den ?fi

Anschlagflächen vorgesehenen Nuten ein Ausweichen des |;

Materials der Rippen nur im elastisch verformbaren Bereich er- f_k

möglichen. |i

Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, daß bei radialer Belastung die proportionalelastische Verformung der Lagerschale im Bereich der Nut durch die Innenwand des Gelenkgehäuses begrenzt ist. Diese Maßnahme hat den Vor
teil, daß die Lagerschale im Bereich der auf dem Mantel der Lagerschale umlaufenden Nut nur unter elastischer Verformung der Lagerschale unbehindert verformt werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt worden ist. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Kugelgelenk im montierten Zustand und im Längsschnitt ;

dasselbe Kugelgelenk als Sprengbild;
eine Lagerschale in Draufsicht;

dieselbe Lagerschale entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 geschnitten;

dieselbe Lagerschale in Seitenansicht;
ein Diagramm mit der Abhängigkeit des Drehmoments bzw. der Radialelastizität von der Nutentiefe.

_f In einem Gelenkgehäuse 1 ist ein Kugelzapfen 2 mit einem Ku- |j ν gelkopf 3 unter Zwischenlage einer Lagerschale 4 aus elastischem Material angeordnet. An seiner Oberseits ist das Kugelgelenk mit einer eingewalzten Kappe 5 verschlossen, unter ^: der ein Fettreservoir 6 liegt. Die Lagerschale 4 besteht aus einem weichelastischen Kunststoff, beispielsweise Polyurethan (PUR).

C In einem Mantel 7 der einteiligen Lagerschale 4 läuft in der Äquatorzone des Kugelkopfes 3 eine Nut 8 um. Die Lagerschale 4 ist an einer innenliegenden Stirnfläche 9 mit radial verlaufenden Rippen 10 versehen, die durch Nuten 11 von kürzeren

Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5
Fig.	6

und größeren Anschlagfächen 12 getrennt sind. Die Volumina der

Rippen 10 und der Nuten 11 sind so aufeinander abgestimmt, daß

im nichtmontierten Zustand etwa ein Drittel der Rippen 10 die

Anschlagflächen 12 überragt und im montierten Zustand die Nuten 11 praktisch ausfüllt.

Bei. der Montage des Kugelgelenkes, wie sie im Sprengbild der

Fin 9 srhnmat.isrh Harnpst.pl If. unrrinn ist: linmfflt diⁿ

Lagerschale 4 zunächst in dem Bereich des Mantels 7, der nicht mit einer Nut 8 versehen ist, in Kontakt mit einer Innenwand 13 des Gelenkgehäuses 1. Im Bereich der Stirnfläche 9 kommen die Rippen 10 mit der Kappe 5 in Kontakt und werden beim Einwalzen der Kappe 5 teilweise elastisch verformt, um Fertigungstolerenzen des Gelenkgehäuses 1 auszugleichen.

Die Radialelastizität der Lagerschale 4 wird entscheidend von der Breite und der Tiefe der umlaufenden Nut 8 beeinflußt. Die Fig. 6 zeigt, daß die Radialelastizität der Lagerschale 1 mit zunehmender Tiefe der Nut 8 in starkem Maße ansteigt, während das Drehmoment bei steigender Nutentiefe in geringem Maße absinkt. Radialelastizität und Drehmoment unterliegen einer ähnlichen Beeinflussung durch die Nutenbreite. Unter einer vorgegebenen radialen Belastung verschiebt sich der Kugelkopf

3 innerhalb des Gelenkgehäuses 1 weiter, wenn Nutenbreite und/oder Nutentiefe der in demMantel 7 der Lagerschale 4 umlaufenden Nut vergrößert werden.

Der Bereich proportionalelastischer Verformung der Lagerschale

4 bei radialer Belastung ist durch das Anliegen der Lagerschale 4 im Bereich der Nut 8 an der Innenwand 13 des Gelenkgehäuses 1 begrenzt. Die Elastizität der Lagerschale 4 gegenüber axialen Belastungen ist von der Bemessung der Rippen 10 und der Nuten 11 abhängig. Der Bereich proportionalelastischer Verformung bei axialer Belastung ist nach dem vollständigen Einfedern der Rippen 10 in die Nuten 11 durch Aufliegen der Kappe 5 an den Anschlagflächen 12 begrenzt.

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Ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk kann auf einfache Weise hergestellt und montiert werden, wobei es eine geringe Toleranz des Drehmomentes hat und die Radialelastizitat durch Bemessung der Lagerschale in einem weiten Bereich gewählt werden kann.

Bezugszeichenliste

1	Gelenkgehäuse
2	Kugelzapfen
3	Kugelkopf
4	Lagerschale
5	Kappe
6	Fettreservoir
7	Mantel
8	Nut
9	Stirnfläche
10	Rippe
11	Nut
12	Anschlagfläche
13	Innenwand

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Claims

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PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. AL EX STENG ER

Kaiser-Friedrich-Ring 70 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

D-4000 DÜSSELDORF Il DIPL.-ING. H E I N Z J. RING

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Unser Zeichen: 25 779 Datum: 22. Februar 19C5

fj TRW Ehrenreich GmbH & Co. KG, Hansa-Allee 190,
4000 Düsseldorf 11

Jl Kugelgelenk

Ansprüche

(■ 1. Kugelgelenk für Kraftfahrzeuge mit einer zwischen einem Gelenkgehäuse und einem Kugelkopf eingesetzten Lagerschale aus einem weichelastischen Kunststoff, die an einer Stirnfläche mit aus einer Anschlagfläche herausnagenden, elastisch verformbarer¹ Erhebungen versehen ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerschale (4) einteilig ist und eine in der Äquatorzone des Kugelkopfes (3) in ihrem Mantel (7) umlaufende Nut (8) zur Einstellung der Radialel^sstizität hat.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen als radial verlaufende, quaderförmig« Rippen { (10) ausgebildet sind, daß die Rippen (10) durch an ihre Seitenwände angrenzende Nuten (11) von den Anschlagflächen (12) beabstandet sind und daß das die Anschlagflächen (12) überragsnde Volumen jeder Rippe (10) vor der Montage annähernd gleich dem freien Volumen der beiden ihr zugeordneten Nuten (11) ist, so daß die Anschlagflächen benachbarter Seitenwände der Nuten (11) im montierten Zustand die elastisch verformbaren Rippen (10) abstützen.

Telefon (02 II) 57 21 31 · TeIe*: 85 »(429 p«te d ■ Telegr«mm«drejje: Rheinpatent ■ Postscheckkonto K8ln (BLZ 370 100 50) 227« 10- 503

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3. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hui radialer Belastung die proportionalelastische Verformung der Lagerschale (4) im Bereich der Nut (8) durch die Innenwand (13) des Gelenkqehäuses begrenzt ist.