DE973633C

DE973633C - Kugelgelenk fuer Spurstangen und sonstige Lenkgestaenge, insbesondere bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE973633C
Application number: DEL19863A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dr Reuter; Juergen Dr Ulderup
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1954-09-10
Filing date: 1954-09-10
Publication date: 1960-04-21

Description

Kugelgelenk für Spurstangen und sonstige Lenkgestänge, insbesondere bei Kraftfahrzeugen Bei Spurstangen und sonstigen Lenkgestängen, wie sie im Kraftfahrzeugbau verwendet werden, ist es bei den üblichen Ausführungen notwendig, den schwenkbeweglich in einem Gehäuse gelagerten Kugelkopf zu; schmieren, damit die leichte Beweglichkeit aufrechterhalten bleibt und vor allem vorzeitige Abnutzung verhütet wird. Trotzdem sind derartige Gelenke hohem Verschließ ausgesetzt, wenn Staub eindringt. Für schmierlose Lager ist schon vorgeschlagen worden, elastische Zwischenlagen vorzusehen, die den Kugelkopf des Lenkzapfens umhüllen, ein vorzeitiges Auftreten von Spiel verhüten und dabei gut dämpfende Eigenschaften haben. Die. zur Verwendung kommenden Zwischenlagen aus Gummi zeigen keine Dauer-Bewährung, weil Gummi zu wenig abriebfest ist. Die ebenfalls schon bekanntgewordenen Zwischenlagen aus Kunststoff, insbesondere Polyurethanen, dagegen zeigen hohe Abriebfestigkeit bei ausreichenden elastischen Eigenschaften, auf die Dauer jedoch nur dann, wenn das Eindringen von Staub verhütet wird. Zu diesem Verhüten des Eindringens von Staub verwenden bekanntgewordene Ausführungsformen besondere Schutzkappen aus Gummi, die am Gehäuse und am Kugelzapfen dicht anliegen und so elastisch ausgebildet sein müssen, daß beim Bewegen des Zapfens keine Fugen entstehen, durch die Staub eindringen könnte. Andere bekanntgewordene Ausführungsformen sehen vor, den Kugelkopf völlig in der elastischen Zwischenlage einzubetten, so daß auch der Kugelhals dicht umschlossen wird. Es kann dann kein Staub in den Kugelkopf gelangen, jedoch wird die Ausschwenkbarkeit des Zapfens durch dieses dichte Umschließen des Kugelkopfes wesentlich beschränkt.
Um vorzeitiges Auftreten von Spiel in den Gelenken zu verhindern, sind weiterhin Ausführungsformen bekanntgeworden, bei denen die den Kugelkopf umschließende elastische Zwischenlage durch Metallauflagen verstärkt ist. Diese Metallauflagen haben den Zweck, die Zwischenlage vor Abrieb zu schützen und somit die Lebensdauer des Gelenks zu erhöhen.
Schließlich ist es auch bekannt, bei geteilten, aus Kunststoff bestehenden Zwischenlagen die obere Hälfte der Zwischenlage mit einer Feder zu belasten, um ein spielfreies Arbeiten zu gewährleisten und für die Aufnahme der Federkräfte die Zwischenlage mit einem Metallmantel zu versehen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein staubdichtes Kugelgelenk zu schaffen, ohne daß es notwendig ist, eine besondere Staubkappe auf dem Kugelzapfen zu befestigen. Die Erfindung sieht hierzu ein Kugelgelenk für Spurstangen und sonstige Lenkgestänge, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, vor, bei dem der Kopf eines Zapfens in einem an einer Seite unverschlossenen Gehäuse des Gestänges mit elastischer Zwischenlage gleitbeweglich eingebettet ist, die aus einem Kunststoff, insbesondere Polyurethan, besteht. Das Neue liegt darin, daß die Zwischenlage an der unverschlossenen Gehäuseseite eine am Kugelkopf anliegende Lippe aufweist. An sich ist diese Lippe geeignet, das Eindringen von Staub zu verhüten, wenn das Gelenk sich in Ruhelage befindet. Ihr besonderer Vorteil liegt jedoch darin, daß sie feinste Staubteilchen bei Bewegen des Gelenks stets von den frei liegenden Stellen abschiebt, so daß bei Rückgang des Gelenks in die Normalstellung der Kugelkopf staubfrei ist. Mit dieser Lippe für das Staubdichthalten des an sich an der Zapfenseite unverschlossenen Gehäuses läßt sich bei der Erfindung dadurch auskommen, weil der zur Verwendung kommende Kunststoff bei ausreichender Elastizität gut formbeständig ist und auch lange Gebrauchsdauer das staubdichte Anliegen der Lippe am Kugelkopf nicht beeinträchtigt.
Es ist zwar schon bekannt, die elastische . Zwischenlage unterhalb der Kugel so weit als Kragen auszuziehen, daß dieser den oberen Teil des Kugelzapfens umhüllt. Damit wird zumindest in der Ruhestellung ein Eindringen von Staub verhütet, bei großen Winkelausschlägen jedoch kann der Kragen wegen seiner Länge das oben beschriebene Abschieben des Staubes und damit Reinigen des Kugelkopfes nicht erreichen.
Eine ähnliche Ausführungsform sieht vor, den hervorstehenden Kragen mit besonders weichem Gummi über einen großen Teil des Oberteiles de Zapfens unterhalb der Kugel zu umhüllen. Dieser Kragen wirkt bei großen Ausschlägen des Gelenkes als elastischer Puffer. Da er jedoch noch weiter hervorsteht als bei der eben beschriebenen Ausführungsform, kann er die Aufgabe der Erfindung nicht lösen.
Weiterhin ist noch ein Gelenk bekanntgeworden, bei dem die Kugel in einer oberen und in einer unteren Lagerschale gehalten ist, die aus einem Kunststoff geformt sind, der zur Klasse der Polyamide und Polyurethane gehört. Der untere Rand der unteren Lagerschale ist im Querschnitt verhältnismäßig spitzwinklig ausgebildet, ohne eine Lippe zu bilden. Da der Lagerwerkstoff jedoch nur eine gewisse Elastizität haben kann, um bei Verwendung des Gelenkes als Lenkgestänge kein Schwimmen in der Steuerung zu ergeben, kann die Staubschutzwirkung dieser Kante nicht mit der dünn ausgezogenen, elastisch dicht am Kugelkopf anliegenden Lippe der Erfindung verglichen werden, insbesondere ist das restlose Abschieben des Staubes bei großen Winkelausschlägen mit diesem verhältnismäßig starren Rand nicht beabsichtigt.
Um dieses gute Anliegen der Lippe zu unterstützen und der gesamten elastischen Einlage, insbesondere nach den Seiten, einen festeren Halt zu geben, sieht die Erfindung eine ringförmige, in die Zwischenlage eingebettete Metalleinlage vor. An dieser Einlage kann sich die Lippe, falls verkrustete Staubteilchen zu entfernen sind, abstützen, und außerdem erhält der Kugelkopf eine äußerst stabile Lage.
Zur Abstützung der Einlage selbst sieht die Erfindung vor, daß sie an ihrem der Lippe abgekehrten Ende zur Gehäusewandung hin umgebogen ist, und zwar zweckmäßig so, daß das abgebogene Ende an der Gehäusewandung anliegt.
Da an sich Metalleinlagen bei Lagerschalen von Gestängen aller Art bekannt sind, sollen die in den vorstehenden Absätzen geschilderten Ausführungsformen, wie sie auch die Ansprüche 2 und 3 beinhalten., nur in Verbindung mit dem Anspruch i gelten.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und zeigt ein Kugel= gelenk teilweise im Schnitt.
Ein an einem nicht dargestellten Gestänge zu befestigender Zapfen i ist mit einem Kugelkopf 2 versehen, der von einem hohlkugelförmigen Gehäuse 3 aufgenommen wird, das bei q. offen ist, um dem Zapfen i nach allen Seiten Schwenkbewegungen zu ermöglichen. Als Lager dient eine Zwischenlage 5, die im Beispiel einstöckig ausgeführt ist und '.aus Kunststoff, insbesondere auf der Polyurethanbasis, besteht. Eine obere Abdeckplatte 6 schließt das Gehäuse 3 oben ab und setzt die Zwischenlage 5 unter eine gewisse Vorspannung. Die Zwischenlage ist am offenen Teil q, des Gehäuses 3 am Kugelkopf mit einer kurzen, spitz auslaufenden Lippe 7 versehen, deren Aufgabe es ist, sich am Kugelkopf absetzenden Staub wegzuschieben und sein Eindringen zu verhüten. Um die Formbeständigkeit dieser Lippe zu verbessern und die seitliche Führung des Kugelkopfes völlig stabil zu machen, bildet eine ringförmige Metalleinlage 8 das Rückgrat der Zwischenlage 5. Dabei stützt sich der Metallring 8 am Gehäuse nicht durch den eingegossenen oder eingespritzten Kunststoff ab, sondern als Abstützung dient ein oben umgebogener Rand 9, der unmittelbar an der Wandung des Gehäuses 3 anliegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Kugelgelenk für Spurstangen und sonstige Lenkgestänge, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, bei dem der Kopf eines Zapfens in einem an einer Seite unverschlossenen Gehäuse des Gestänges mit elastischer Zwischenlage gleitbeweglich eingebettet ist, die aus einem Kunststoff, insbesondere Polyurethan, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (5) an der unverschlossenen Gehäuseseite (4) eine am Kugelkopf anliegende Lippe (7) aufweist.
2. Kugelgelenk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Lippe (7) eine im Innern der Zwischenlage (5) vorgesehene zylindrische Metalleinlage (8) dient.
3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das umgebogene Ende (9) der Metalleinlage (8) an der Gehäusewandung (3) anliegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Gebrauchsmuster Nr. I 68o 857, I 678 o52; deutsche Patentschriften Nr. 884 439, 857 7I4, 854 73I, 844 234, 739 oI5, 720 9I2, 682 786, 645 875, 627 822; deutsche Patentanmeldung E 5I32 XII / 47b (bekanntgemacht am 24. I2. I953); »Kunststoff-Taschenbuch«, I952, von Dr. Papst, S. 228, 229; »Deutsches Jahrbuch für die Industrie der plastischen Massen«, 195i/52, S. 134 bis 136; britische Patentschrift Nr. 560 427; USA.-Patentschriften Nr. 2 569 823, 2 537 629.