DE977079C

DE977079C - Kugelgelenk, insbesondere fuer Lenkgestaenge oder Radaufhaengungen an Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE977079C
Application number: DEE6266A
Authority: DE
Inventors: Josef Latzen
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1952-11-06
Filing date: 1952-11-06
Publication date: 1965-01-14

Description

Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge oder Radaufhängungen an Kraftfahrzeugen Die Erfindung hat ein Kugelgelenk zum Gegenstand, das insbesondere bei Kraftfahrzeugen für deren Lenkgestänge oder Radaufhängungen Verwendung finden soll.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines einfachen Gelenkes, dessen Zusammenbau einfach gestaltet werden kann, dessen Stabilität aber auch höchsten Anforderungen entspricht. Es wird berücksichtigt, daß der Abstand zwischen den Schenkeln des zur Anwendung gelangenden Gabelkopfes gering gehalten wird und daß ferner sowohl die freie Länge des Kugelzapfens als auch die freie Länge der sonstigen belasteten Teile kurz gehalten ist.
Die Erfindung geht von einem Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge oder Radaufhängungen an Kraftfahrzeugen, mit einem Gabelkopf aus, an dessen einem Schenkel sich ein Kugelzapfen abstützt, dessen Kugelkopf in eine gegen den anderen Schenkel abgestützte, mit einem Anschlußarm versehene Kugelpfanne eingreift. Ein solches Kugelgelenk ist bereits bekanntgeworden (deutsche Patentschrift 83o I62). Ihm haftet jedoch der Nachteil an, daß das Einsetzen der Kugelpfanne zwischen den Kugelzapfen oder Kugelkopf und den einen Schenkelteil nur dadurch möglich ist, daß der Anschlußarm mit der Kugelpfanne um den Mittelpunkt des Kugelkopfes in den Zwischenraum zwischen beide Gabelkopfschenkel eingeschwenkt wird. Hierbei besteht die Möglichkeit, zur Erleichterung dieses Einschwenkens den Abstand zwischen den beiden Schenkeln des Gabelkopfes zu erweitern, wodurch jedoch der Nachteil auftritt, daß die Festigkeit des Gestänges herabgemindert wird bzw. die die Kugelpfanne umfassende Stellschraube weit aus ihrer Führung herausragt und hierdurch bei auftretenden Querkräften die Beanspruchung der Schraube sehr groß ist.
Zur Vermeidung der Nachteile des bisher bekannten nachstellbaren Kugelgelenkes mit einem Gabelkopf, an dessen einem Schenkel sich ein Kugelzapfen abstützt, dessen Kugelkopf in eine gegen den anderen Schenkel abgestützte, mit einem Anschlußarm versehene Kugelpfanne eingreift, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den den Kugelzapfen tragenden Schenkel des Gabelkopfes mit einer Bohrung zu versehen, durch die der Kugelkopf des Kugelzapfens hindurchgesteckt und der Schaft des Kugelzapfens darin eingeklemmt ist, wobei als Schraubentrieb zum Nachstellen des Kugelzapfens im Kugelzapfenschaft eine schraubenförmige Nut und im Gabelkopfauge ein in die Nut eingreifender Querstift angeordnet ist. Bei einer solchen Ausführung braucht der Abstand zwischen den Gabelkopfschenkeln, da der gelöste Kugelzapfen den Einbau der Kugelpfanne nicht behindert, nur so groß gewählt zu werden, daß die Kugelpfanne in den Zwischenraum zwischen beiden Schenkeln eingeschoben werden kann. Hierbei bleibt auch die bei den bekannten Kugelgelenken vorhandene Nachstellbarkeit erhalten.
Bei der praktischen Ausführungsform hat der Kugelzapfen gleichen Durchmesser wie sein kugeliger Kopf. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in der Bohrung des den Kugelzapfen aufnehmenden Gabelkopfschenkels eine den Kugelzapfen umfassende Klemmbüchse vorgesehen. Diese Klemmbüchse unterscheidet sich von einer bereits früher vorgeschlagenen Lagerhülse (deutsche Patentschrift 5o6 246) dadurch, daß jene Lagerhülse nicht zum Halten eines Kugelzapfens vorgesehen ist, wie auch jenes bekannte Kugelgelenk zur Übertragung der Bewegung des Lenkrades auf die geteilten Spurstangen von Lenkrädern vorgesehen ist.
Die Klemmbüchse ist mit einem Führungsstift versehen, der in eine Steigungsnut des Kugelzapfens eingreift, so daß durch Drehen des Zapfens um seine Längsachse eine Längsverstellung des Zapfens erfolgt. Gegenüber bekannten Ausführungen mit einschraubbaren Gewinden (deutsche Patentschrift 630 181 und britische Patentschrift 674 267) weist diese Form der Verstellbarkeit den Vorteil auf, daß ein leichtes Lösen des Zapfens ohne langwieriges Herausschrauben aus seiner Halterung möglich ist und daß ferner das bekannte Festfressen der Gewindeteile bei starker Belastung des Kugelzapfens vermieden wird.
Die mit dem Gewindezapfen als Anschlußarm versehene Kugelpfanne ist gegen einen unter Wirkung einer Druckfeder stehenden kalottenartigen Einsatz abgestützt.
Weitere Merkmale, insbesondere in bezug auf die Ausbildung der Kugelpfanne bzw. eines Einsatzes derselben, gehen aus der nachstehenden Zeichnungsbeschreibung in Verbindung mit den wiedergegebenen Figuren hervor. Es zeigt Fig. I einen senkrechten Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. I, Fig. 3 eine Abänderung der Abstützung der Kugelpfanne und Fig. 4 und 5 weitere Ausführungsformen.
Nach Fig. I und 2 ist eine halbkugelige Pfanne z unmittelbar mit einem Gewindezapfen .2 ausgerüstet, der in an sich bekannter Weise mit einem Gestänge 3 verbunden ist. Die halbkugelige Pfanne I nimmt den ebenfalls etwa halbkugelförmig ausgebildeten Kugelkopf 4 des Kugelzapfens auf. Dieser Kugelkopf 4 befindet sich an dem Schaft 5 des Kugelzapfens. Dieser Schaft ist in eine Büchse 6 eingesetzt, die in das Auge 7 mittels einer Schraube 8 eingeklemmt wird. Das Auge 7 bildet hierbei den oberen Schenkel eines Gabelkopfes 9, der von einem Ende Io des Gestänges gebildet wird.
Auf der Unterseite der Kugelpfanne I ist ein kalottenartiger Einsatz II vorgesehen, der durch eine Feder 12 belastet ist. Die Feder 12 stützt sich gegen den unteren Schenkel 2o des Gabelkopfes 9 ab. Durch diese Feder kann ein geringes Spiel des Gelenkes ausgeglichen werden. Zur Abdichtung kann dieser kalottenartige Einsatz I i einen Dichtungsring 13 erhalten, der sich gegen die Außenseite der Kugelpfanne I legt. Durch eine Stulpmanschette 14 wird das Kugelgelenk abgedichtet.
Um eine Einstellung des Gelenkes zu erreichen, kann die Büchse 6 einen Führungsstift 15 erhalten, der mit einer Nut 16 im Schaft 5 des Kugelzapfens in Verbindung steht. Diese Nut ist in einer gewissen Steigung ausgeführt, so daß man durch Verdrehen des Kugelzapfens das Spiel des Gelenkes einstellen kann.
Mittels eines Nippels 17 läßt sich das Gelenk mit Schmiermittel füllen.
Die Ausführung nach Fig. 3 entspricht derjenigen nach Fig. I und 2, es besteht lediglich der Unterschied, daß der kalottenartige Einsatz als Ring I8 ausgebildet ist und daß die Feder i2 über eine Kugel i9 auf die Kugelpfanne i einwirkt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i und 2 trägt der Kugelschaft 5 einen Kugelkopf 4, der es notwendig macht, die besondere Büchse 6 anzuordnen. Fig. 4 zeigt nun zwei Ausführungsbeispiele, bei denen diese besondere Büchse nicht erforderlich ist. Der Kugelschaft 5 ist hierbei mit einer halbkugeligen Stirnfläche 21 versehen, die in die Kugelpfanne i eingelegt ist. Um die notwendige Bewegungsmöglichkeit des Kugelzapfens zu erhalten, ist nach der linken Seite der Fig. 4 der Kugelschalenrand mit einer kegeligen Erweiterung 22 ausgerüstet. Diese Erweiterung ist wie bei dem Beispiel nach Fig. i durch eine Stulpmanschette 14 abgedeckt. Im übrigen ist die Ausbildung die gleiche wie nach Fig. i.
Auf der rechten Seite der Fig. 4 ist angegeben, daß der Kugelschaft 5 zur Bildung eines Kugelkopfes mit einer Einschnürung 23 versehen ist. i Durch diese Einscbnürung wird ebenfalls die erforderliche Beweglichkeit des Gelenkes erreicht. Bei diesen Ausführungen wird also die Verwendung einer besonderen Büchse zum Einführen des Kugelschaftes vermieden.
Fig. 5 enthält eine ähnliche Ausführungsform. Auch hier ist der Kugelschaft 5 zylindrisch ausgebildet und erhält eine halbkugelige Stirnfläche 21. Um hierbei die notwendige Beweglichkeit zu erzielen, ist ein besonderer kugelschalenförmiger Kopf 24 vorgesehen, der mit dem Kugelschaft 5 verbunden wird. Dieser kugelschalenförmige Kopf bewegt sich dann innerhalb der Kugelpfanne I. Die Schmiermittelbohrung 25 ist nach Fig. 5 auch durch den kugelschalenförmigen Kopf 24 und durch die Kugelpfanne I durchgeführt, um alle notwendigen Stellen mit Schmiermittel zu versorgen. Der kugelschalenförmige Kopf 24 kann aus beliebigem Werkstoff gefertigt sein, so z. B. aus Stahl. Vorzugsweise wird ein elastischer Werkstoff benutzt, der selbstschmierende Eigenschaften besitzt, so daß eine besondere Schmierung während des Betriebes nicht notwendig ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Nachstellbares Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge oder Radaufhängungen an Kraftfahrzeugen, mit einem Gabelkopf, an dessen einem Schenkel sich ein Kugelzapfen abstützt, dessen Kugelkopf in eine gegen den anderen Schenkel abgestützte, mit einem Anschlußarm versehene Kugelpfanne eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kugelzapfen tragende Schenkel (7) des Gabelkopfes (9) eine Bohrung aufweist, durch die der Kugelkopf (4) des Kugelzapfens hindurchgesteckt und der Schaft (5) des Kugelzapfens darin eingeklemmt ist, wobei als Schraubentrieb zum Nachstellen des Kugelzapfens im Kugelzapfenschaft eine schraubenförmige Nut (16) und im Gabelkopfauge ein in die Nut eingreifender Querstift (15) angeordnet ist.
2. Kugelgelenk nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelzapfen (5) gleichen Durchmesser wie sein kugeliger Kopf aufweist.
3. Kugelgelenk nach Anspruch I und 2, gekennzeichnet durch eine in der Bohrung des den Kugelzapfen (5) aufnehmenden Gabelkopfschenkels (7) angeordnete, den Kugelzapfen (5) umfassende Klemmbüchse (6).
4. Kugelgelenk nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelzapfen (5) mit einer Steigungsnut (16) und der Zapfenträger mit einem Führungsstift (15) versehen ist.
5. Kugelgelenk nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Gewindezapfen (2) als Anschlußarm versehene Kugelpfanne (I) gegen einen unter Wirkung einer Druckfeder stehenden kalottenartigen Einsatz abgestützt ist.
6. Kugelgelenk nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei halbkugeliger Ausbildung der Stirnfläche des Kugelzapfens (5) der Kugelschalenrand mit einer kegeligen Erweiterung (22) versehen ist (Fig. 4, links).
7. Kugelgelenk nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der glatte Kugelzapfen (5) zur Bildung eines Kugelkopfes mit einer Einschnürung (23) versehen ist. B. Kugelgelenk nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelzapfen (5) mit einem besonderen kugelschalenförmigen Kopf versehen ist (Fig. 5). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 830 162, 815 1$4, 661986, 630 181, 532 051, 5o6246, 489 036; französische Patentschrift Nr. 9o84i8; britische Patentschriften Nr. 674 267, 595 598; USA.-Patentschriften Nr. 2 523 321, 2 345 164.