DEE0010373MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 16. März 1955 Bekanntgemacht am 26. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk, insbesondere für die Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen. Es ist bereits bekannt, derartige Kugelgelenke mit elastischen Kugelpfannen zu versehen. Diese Ausführungen haben den großen Vorteil, daß eine besondere Wartung der Gelenke nicht notwendig ist. Die Gelenke können daher völlig geschlossen ausgeführt werden und brauchen nachträglich nicht mehr geschmiert zu werden. Es tritt jedoch der Nachteil auf, daß beim Zusammenbau des Lagers ein zu starker Druck angewandt wird, so daß sich die elastischen Pfannen zwischen dem Kugelkopf und dem Gehäuse einklemmen können. Hierdurch kann die Reibung eines solchen Lagers den erforderlichen Wert überschreiten, so daß das Lager unbrauchbar wird.

Als zum Stande der Technik gehörend ist ein Kugelgelenk zu nennen, dessen Gelenkzapfen von zwei elastischen Trägerteilen umfaßt wird, während die eine als Kugelkopf ausgebildete Stirnfläche des Zapfens von einer einteiligen Lagerpfanne aufgenommen wird. Ferner ist ein Kugelgelenk bekannt, bei dem eine untere Kugelkopfhälfte von gegenüber dem oberen Kopfteil geringerem Durchmesser in einer starren Pfanne angeordnet ist, während der obere im Querschnitt etwa sternförmig ausgebildete Kopfteil in einer elastischen Pfanne ruht.

Beim Zusammenbau der genannten Gelenke kann ebenfalls, wie oben erwähnt, die Reibung der Lagerteile einen solchen Wert annehmen, daß das Lager schnell unbrauchbar wird.

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Um den Nachteil der bekannten Gelenke zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, beim Einbau die beiden Kugelpfannen senkrecht zu ihrer Trennfuge unter Gegeneinanderdrücken der die Trennfuge bildenden Stoßflächen zusammenzudrücken, so daß schon beim Einbau eine gewisse Kraft überwunden werden muß, damit die Pfannen zur Anlage an den Kugelkopf kommen. Diese Zusammendrückung kann verschieden stark gewählt werden, je nach den gewünschten Reibungsverhältnissen. Man vermeidet also die starke Keilwirkung durch dieses Zusammendrücken der Pfannen, während man andererseits je nach dem Grad des Zusammendrückens die Reibungsgröße

einstellen kann. ■ . ■

Vorteilhaft werden die Pfannen über die Kugelkopfmitte hinaus verlängert, so daß zur Erzielung einer Anlage an den Kugelkopf diese Verlängerun-. gen der Kugelpfannen ein Zusammendrücken-, der Pfannen ermöglichen und andererseits ein Zusammendrücken der Pfannen über das zulässige Maß hinaus unterbunden wird, wodurch die überhöhte Reibung und Keilwirkung vermieden wird. Statt der Verlange runge» können auch zwischen den beiden Kugelpfannen bekannte starre oder elastische Zwischenlagen angeordnet werden, deren Stärke ein Maß für den aufzuwendenden Druck ergibt. Will man eine sehr starke Zusammenpressung erhalten, so wird eine entsprechend dicke

.30 Zwischenlage zwischen den beiden Kugelpfannen eingelegt.

Bei einer weiteren Ausführung eines Kugelgelenkes gemäß der Erfindung können an der. Trennfuge die elastischen, Kugelpfannen mit Aussparungen versehen sein. Hierdurch haben die aneinanderstoßenden Teile der Kugelpfannen die Möglichkeit, sich auszudehnen. Auch ist es möglich, die elastischen Kugelpfannen an ihren Stoßflächen miteinander zu verzahnen, wobei dann ebenfalls die Möglichkeit vorhanden ist, die Pfannen beim Einbau zusammenzudrücken. Diese .Verzahnung kann auch nur an einer Pfanne vorgesehen werden, während die andere Pfanne an der Stoßfläche glatt bleibt.

Bei einer solchen Ausführung mit ineinander verzahnten Pfannen können die Kugelpfannen, die mit der Durchtrittsöffnung für den Kugelzapfen versehen sind, mit nierenförmigen od. dgl. Verlängerungen ausgerüstet sein, die in Aussparungen des Gelenkgehäuses hineinragen. Eine solche Ausführung hat den großen Vorteil, daß die Kugelschalen auf diese Weise gegen Drehen gesichert sind und daß außerdem der Kugelzapfen einen elastischen Anschlag erhält, wenn er in seiner Hauptbewegungsebene sehr weit ausschlägt.

Aus der Zeichnung gehen noch weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kugelgelenkes hervor. Die Zeichnung stellt in den Fig., 1 bis 15 die verschiedensten Ausführungsformen des Kugelgelenkes, und zwar im wesentlichen durch ■ senkrechte Schnitte dar.

Nach Fig. 1 besteht das Kugelgelenk in bekannter Weise aus einem Gehäuse 1, das mit einem Gewindezapfen 2 versehen ist, mit dem das Gelenk an einer Stange od., dgl. befestigt ist. Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich der Kugelkopf 3 des Kugelzapfens 4, der in einem Auge. 5 od. dgl. in bekannter Weise befestigt wird.

Zur Lagerung des Kugelkopfes 3 dienen zwei" elastische Kugelpfannen 6 und 7, die beispielsweise aus Kunststoffen oder ölfestem Gummi od. dgl. gefertigt sind. Belastet werden diese Kugelpfannen durch eine Feder 8, die durch eine Kappe 9 gehalten wird. Diese Kappe kann beispielsweise durch Umwälzen des oberen Endes 10 des Gehäuses befestigt werden. Ein solches Lager ist wartungslos und wird während des Gebrauchs nicht mehr geschmiert. Der Kugelzapfen kann in bekannter Weise durch eine Dichtungskappe 11 od. dgl. bei seinem Austritt aus dem Gehäuse 1 gegen Verschmutzen geschützt werden.

Um beim Zusammenbau des Lagers ein Einkeilen ,der Kugelpfannen 6 und 7 zu vermeiden, erhalten diese beiden Pfannen gemäß Fig. 2 jeweils eine Verlängerung 6_ß bzw. ¹J₁₁, die über die Mitte des Kugelkopfes 3 hinausgeht. Wenn zwei derartige Pfannen gemäß Fig. 1 eingebaut werden, so werden die Pfannen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur Kugelbolzenachse zusammengedrückt. Ein Einkeilen wird hierdurch vermieden. Je nach der Größe der Verlängerungen 6„ bzw. J_a läßt sich der Reibungsdruck des Gelenkes einstellen.

Selbstverständlich brauchen nicht beide Kugelpfannen mit derartigen Verlängerungen versehen zu werden. Es könnte auch nur eine Pfanne eine entsprechende Verlängerung erhalten.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß man statt der Verlängerungen der Kugelpfannen auch eine ringförmige Zwischenlage 12 zwischen den beiden Kugelpfannen 6 und 7 anordnen kann. Die Pfannen selbst sind so ausgebildet, daß sie in unbelastetem Zustand etwa bis zur Mitte des Kugelkopfes 3 reichen. Beim Zusammenbau wird dann die Zwischenlage 12 eingelegt und die,Pfannen dann zusammengepreßt, was in Fig. 3 durch die Pfeile angedeutet ist. Durch die Zwischenlage wird also auch hier eine Keilwirkung vermieden und die Einstellung eines bestimmten Reibungsverhältnisses zwischen Pfanne und Kopf je nach der Dicke der Zwischenlage erreicht.

Selbstverständlich brauchen bei der Ausführung nach Fig. 3 die Kugelpfannen in unbelastetem Zustand nicht bis zur Mitte - des Kugelkopfes zu ■ reichen. Sie können auch kürzer sein, als der Höhe des Kugelkopfes entspricht. In diesem Falle werden die Zwischenlagen entsprechend stark ausgeführt.

Nach Fig. 4 erhalten die beiden Kugelpfannen 6 und 7 in der Nähe ihrer Trennfugen Aussparungen 13 bzw. 14, so daß an dieser Stelle beim Zusammendrücken der Kugelpfannen eine Aus weichmöglichkeit für das elastische Material besteht. Nach Fig. 5 kann auch eine weitere Aussparung 15 in dem Gehäuse 1 des Kugelgelenkes vorgesehen werden. Bei diesen Fig. 4 und 5 sowie bei den meisten folgenden Figuren sind die Kugelpfannen in nicht zusammengedrücktem Zustande dargestellt.

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Im zusammengebauten Zustande liegen naturgemäß die elastischen Pfannen auf dem Kugelkopf, 3 des Bolzens auf, wobei die gezeichneten Spalten je nach dem gewünschten Reibungswert kleiner werden bis zur vollständigen Anlage der Pfannen am Kugelkopf.

Eine Abwandlung derartiger Aussparungen zeigt

■ Fig. 6. Hier sind in den beiden Kugelpfa,nmeni 6 und 7 ringförmige Aussparungen 13 bzw. 14 vorgesehen, und zwar auf der Gehäuseseite. Fig. 7 zeigt ähnliche Aussparungen 16 und 17, die zwischen der zylindrischen Mittelfläche 18 des Kugelkopfes, 3 und den Pfannen 6 und 7 gebildet werden. Wenn, wie in Fig. 6 angedeutet ist, die Kugelpfannen zur Anlage an die zylindrische Mittelfläche 18 kommen, wird hierdurch die Kiippbewegung des Gelenkes gebremst, was gelegentlich erwünscht ist, während die Drehbewegung des Gelenkes ungehemmt bleibt.

Die Ausführung nach Fig. 8 zeigt eine Verzahnung zwischen der oberen Kugelpfanne 6 und der unteren Pfanne 7. Die untere Pfanne hat beispielsweise Zähne 19, die in entsprechende Ausnehmungen der oberen Kugelpfanne eingreifen. Durch die gestrichelte Doppellinie zwischen den Zähnen soll angedeutet werden, daß hier das Zusammenpressen der Kugelschale erfolgt. Durch diese Verzahnung wird erreicht, daß die beiden Kugelpfannen sich nicht gegeneinander drehen können. Die Form der Verzahnung kann beliebig sein.

Nach diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 und 9 ist die untere Kugelpfanne, die die Durchtrittsöffnung für den Kugelzapfen 4 aufweist, mit Ansätzen 20 und 21 versehen. Diese Ansätze ragen durch die untere Öffnung 22 des Gehäuses 1 hindurch, so daß auf diese Weise die Pfannen 6 und 7 gegen Verdrehen innerhalb des Gehäuses in einfachster Weise gesichert sind. Man wird diese Ansätze immer in die Ebene legen, in der der größte Ausschlag des Gelenkes erfolgt.

Fig. 10 zeigt eine Abwandlung eines Gelenkes mit einem besonderen Zwischenring 12, dessen Wirkung in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde. Nach dieser Ausführung sind die Berührungsflächen zwischen diesem Ring 12 und den Kugelpfannen 6 und 7 gewellt, so daß sich der Ring nicht gegenüber den Kugelpfannen verdrehen kann. .

Nach Fig. 11 erhalten die Pfannen 6 und 7 einen Bund 30, der an nach außen gerichteten Ringflächen mit einer Wellung 31 ausgerüstet ist. Mit dieser Wellung legt sich der Bund 30 der unteren Pfanne gegen einen Absatz des Gehäuses, 1, der Bund der oberen Pfanne gegen die Stirnfläche der Abschlußkappe 9.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen ist die Trennfuge zwischen den beiden Kugelpfannen in waagerechter Ebene angeordnet. Gemäß Fig. 12 und 13 können aber diese Trennfugen auch in an sich bekannter Weise in senkrechter Ebene angebracht werden, so daß die Trennfuge 23 ebenfalls in senkrechter Ebene liegt. Wie insbesondere aus Fig. 13 hervorgeht, werden auch hier die Pfannen 24 und 25 mit Verlängerungen versehen, um ein Zusammendrücken der Schalen beim Zusammenbau zu erzielen. Im übrigen ist die Wirkung bei dieser Ausführung die gleiche wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen. Auch bei einer solchen Anordnung konnte ein Zwischenglied zwischen den beiden Kugelschalen vorgesehen werden, um das Zusammendrücken in ähnlicher Weise zu erreichen wie bei einem Ring. Ebenso .könnte bei dieser Ausführung eine Verzahnung vorgesehen werden.

Fig. 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Ring 12 zwischen der oberen Kugelschale. 6 und der unteren Schale 7, ähnlich wie es in Fig. 3 angedeutet ist. Bei dieser Ausführung drückt die ein- zuschraubende Kappe 26 auf die obere Kugelschale 6, um auf diese Weise den notwendigen Preßdruck zu erreichen). Vorteilhaft wird !zwischen der Ringfläche der Kappe 26 und der Schulter des Gehäuses 1 ein zweiter Druckring 29 eingelegt, gegen den die Gewindekappe 26 geschraubt wird. ·

Fig. 15 stellt schließlich noch eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 dar. Auch hier ist der Kugelkopf 3 mit einem zylindrischen Mittelteil 18 versehen, es können dann durch verschiedenartige Ausbildungen der Kugelpfannen entsprechende Hohlräume 27 bzw. 28 zwischen dem Kugelkopf 3 und den Pfannen 6 und 7 geschaffen werden, um beim Zusammendrücken die Ausbauchungen der Schalen aufzunehmen.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestange von Kraftfahrzeugen mit den Kugelkopf umfassenden elastischen Kugelpfannen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einbau die beiden Kugelpfannen (6, 7) senkrecht zu ihrer Trennfuge unter Gegeneinanderdrücken der die Trennfuge bildenden Stoßflächen zusammengedrückt sind.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Kugelpfannen (6 oder 7) über die Kugelkopf mitte hinaus verlängert sind.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung des Preßdruckes zwischen den beiden elastischen Kugelpfannen (6, 7) in bekannter Weise starre oder us elastische Zwischenlagen (12) angeordnet sind.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trennfuge die elastischen Kugelpfannen mit Aussparungen (13, 14, 16, 17, 27, 28) versehen sind, die zwisehen den Kugelpfannen und dem Kugelkopf angeordnet werden (Fig. 4, 6, 7, 15).

5. Kugelgelenk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Kugelpfannen an ihren Stoßflächen ineinander verzahnt sind (Fig. 8).

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6. Kugelgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit 'der Durchtrittsöffnung für den Kugelzapfen (4) versehene Kugelpfanne (7) zur Verhinderung der Drehung der Schalen (6, 7) im Gehäuse (1) mit in Aussparungen des Gelenkgehäuses (1) hineinragenden nierenförmigen od. dgl. ■ und am Gehäuse anliegenden Ansätzen (20,21) versehen ist (Fig.¹8 und 9).

7. Kugelgelenk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfannen (6,7) mit einem Bund (30) mit Wellungen (31) versehen sind (Fig. 11).

8. Kugelgelenk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennebene zwischen den den Kugelkopf umfassenden Kugelpfannen (24, 25) in an sich bekannter Weise durch die Achse 'des Kugelbolzens (4) verläuft (Fig: 12 und 13).

9. Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trennlinie der beiden Kugelpfannen (6, 7) der Kugelkopf (3) zylindrisch ausgebildet ist (Fig. 6, 7, 15).

10. Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfannen in der Nähe der Trennlinie mit Aussparungen (13, 14) versehen, sind, die zwischen den Pfannen und dem Gehäuse angeordnet sind (Fig. 6).

11. Kugelgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß außer zwischen den beiden Kugelpfannen (6,7) auch zwischen der Gewindekappe (26) und der Schulter des Gehäuises (1) ein Druckring (29) angeordnet ist

(Fig· 14)·

' In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 176759;
französische Patentschrift Nr. 1 013 151;
britische Patentschriften Nr. 493 472, 620 882;
USA.-Patentschriften Nr. 2274420, 2328330.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen