DEP0001246BA

DEP0001246BA - Ball joint

Info

Publication number: DEP0001246BA
Authority: DE
Inventors: Poul Arne Scott-Iversen
Original assignee: The Rover Company Limited, Solihull, Warwickshire
Publication date: 1950-09-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kugelgelenke, bei denen eine Kugel in einem Gehäuse geführt ist, wie z. B. bei Steuerungsgetrieben in Kraftfahrzeugen. Bei solchen Kugelgelenken besteht die Erfindung darin, dass zwischen dem Gehäuse und der Kugel eine Zwischenschicht aus Gummi oder gleichartigem, nachgiebigen Werkstoff eingeschaltet ist, die mit einem Schmiermittel imprägniert iat,s für gewöhnlich flüssig, teigig oder fest ist, aber unter den Arbeitsbedingungen, z. B. durch Hitze oder Druck, ausschwitzt und als Schmiermittel wirkt. Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Schwierigkeiten vermieden werden, die bei Kugelgelenken häufig dadurch auftreten, dass die Belastung von kleinen Flächen aufgenommen werden muss, wobei das Schmiermittel an diesen Flächen durch die auftretenden Stöße oder plötzlich entstehende Belastungen weggequetscht wird. Vergleichbar ist die Erfindung mit den knorpeligen Schichten zwischen den angelenkten Gliedmaßen des Menschen oder tierische Skelette, indem sie eine gleichförmige Verteilung der Last über breite Flächen sichert, wodurch die Stöße besser aufgenommen werden und eine geeignete, wirksamere Schmierung als bisher erreicht wird.The invention relates to ball joints in which a ball is guided in a housing, such as. B. in control gears in motor vehicles. In such ball joints, the invention consists in that an intermediate layer of rubber or similar, flexible material is inserted between the housing and the ball, which is impregnated with a lubricant, is usually liquid, pasty or solid, but under the working conditions, e.g. . B. by heat or pressure, exudes and acts as a lubricant. The particular advantage of the invention is that it avoids the difficulties that often occur with ball and socket joints because the load has to be absorbed by small surfaces, the lubricant being squeezed away on these surfaces by the impacts occurring or suddenly occurring loads. The invention is comparable to the cartilaginous layers between the articulated limbs of humans or animal skeletons in that it ensures a uniform distribution of the load over wide areas, whereby the impacts are better absorbed and a suitable, more effective lubrication is achieved than before.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt teilweise in Ansicht eines gemäß der Erfindung ausgeführten Kugelgelenks für den Gebrauch im Steuerungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs.Fig. 1 is a vertical section, partially in elevation, of a ball joint made in accordance with the invention for use in the steering gear of a motor vehicle.

Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel im Teilschnitt.Fig. 2 is another embodiment in partial section.

Fig. 3 ist eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.FIG. 3 is an illustration similar to FIG. 1 of a further embodiment of the invention.

Bei dem Beispiel in Fig. 1 bildet ein schlüsselförmiger Hohlkörper a des Gehäuses. Es ist am einen Ende offen und am anderen Ende eingezogen mit einer mittleren Öffnung b. An der einen Seite trägt das Gehäuse a einen Gewindezapfen c. Im Gehäuse a liegt als innerer Teil eine feste Metallkugel d, von der sich durch die Aussparung b ein mit einer Einschnürung an die Kugel d angesetzter Gewindezapfen e erstreckt. Deren Durchmesser ist so bemessen, dass zwischen der Kugel d und dem Gehäuse a ein genügender Spielraum für den erwähnten knorpeligen Teil bzw. die Schicht f verbleibt. Dieser Teil oder die Schicht besteht aus Gummi oder nachgiebigem, gummiähnlichen Werkstoff, der mit einem geeigneten Schmiermittel gemischt ist, der keinen schädlichen Einfluss auf den Gummi oder den gummiähnlichen Werkstoff ausübt. Wird z. B. Gummi, dann kann das Schmiermittel aus Biberöl bestehen. Andererseits kann jedoch ein solches Schmiermittel, wenn z. B. Mineralöl verwendet werden soll, mit einem gegen Öl unempfindlichen synthetischen gummiähnlichen Werkstoff, wie z. B. Neopren, versetzt sein. Wird als festes Schmiermittel Wachse in Mischung mit Gummi oder einem gummiähnlichen Stoff verwendet, dann muss es etwa Paraffinwachs sein, das aus der Mischung unter der Wirkung von Hitze oder Druck ausschwitzt. Das Einbringen des Schmier- mittels in den Gummi oder synthetischen gummiähnlichen Werkstoff kann dadurch erfolgen, dass das Schmiermittel langsam zugefügt wird, während der Gummi oder gummiartige Werkstoff einer mechanischen Bearbeitung zwischen einem Paar Mischwalzen unterworfen wird, bis die Mischung eine im wesentlichen einförmige oder gleichmäßige Beschaffenheit besitzt.In the example in FIG. 1, a key-shaped hollow body forms a of the housing. It is open at one end and retracted at the other end with a central opening b. On one side, the housing a carries a threaded pin c. The inner part of the housing a is a fixed metal ball d, from which a threaded pin e attached to the ball d with a constriction extends through the recess b. Their diameter is dimensioned in such a way that there is sufficient clearance between the ball d and the housing a for the cartilaginous part or the layer f mentioned. This part or layer is made of rubber or resilient, rubber-like material mixed with a suitable lubricant that does not have a harmful effect on the rubber or rubber-like material. Is z. B. rubber, then the lubricant can consist of beaver oil. On the other hand, however, such a lubricant, if z. B. mineral oil is to be used with an oil-insensitive synthetic rubber-like material such. B. neoprene, be offset. If waxes mixed with rubber or a rubber-like substance are used as a solid lubricant, then it must be paraffin wax, for example, which sweats out of the mixture under the action of heat or pressure. The introduction of the lubricant in the rubber or synthetic rubber-like material can be done by slowly adding the lubricant while subjecting the rubber or rubber-like material to mechanical working between a pair of mixing rollers until the mixture is substantially uniform or uniform.

Um die Füllschicht f zu formen, kann zunächst aus der oben beschriebenen Mischung um die Kugel d ein Körper gepresst werden, der dann in das Gehäuse a gedrückt wird, wobei der Zapfen e der Kugel sich durch die Aussparung b des Gehäuses erstreckt. Das offene Ende des Gehäuses wird nachfolgend durch eine Metallkappe oder einen Deckel g verschlossen, der mit einem Bund in den Eingriff mit einer ringförmigen, unterschnittenen Nut im Gehäuse gebracht wird. Abweichend davon kann die Mischung auch im teigigen oder flüssigen Zustand in den Raum zwischen der Kugel d und dem Gehäuse a eingespritzt oder eingegossen werden, so dass sie diesen Hohlraum ganz oder zum Teil ausfüllt in Anlage mit den benachbarten Flächen von Gehäuse und Kugel. Diese können während des Vorganges entsprechend eingespannt sein. In diesen Fällen kann die Mischung auch derart sein, dass sie vulkanisiert oder gehärtet wird unter gleichzeitiger Formung durch die Einwirkung von Hitze und Druck, wobei sie aus dem ursprünglichen teigigen oder flüssigen Zustand umgewandelt wird, so dass ein nachgiebiger fester Körper entsteht, der befähigt ist, die auf ihm im Betriebszustand wirkende Belastung aufzunehmen.In order to form the filling layer f, a body can first be pressed from the mixture described above around the ball d, which is then pressed into the housing a, the pin e of the ball extending through the recess b of the housing. The open end of the housing is then closed by a metal cap or a cover g, which is brought into engagement with a collar with an annular, undercut groove in the housing. Deviating from this, the mixture can also be injected or poured in the pasty or liquid state into the space between the ball d and the housing a, so that it completely or partially fills this cavity in contact with the adjacent surfaces of the housing and ball. These can be clamped accordingly during the process. In these cases, the mixture can also be such that it is vulcanized or hardened with simultaneous shaping by the action of heat and pressure, whereby it is converted from the original pasty or liquid state, so that a resilient solid body is formed, which is capable to absorb the load acting on it in the operating state.

Soll die Zwischenlage f nicht an den Flächen des Gehäuses a und der Kugel d haften, wenn sie auch an einer derselben anhaften könnte (wie an Gehäuse im Beispiel Fig. 1), dann kann die Haftung durch die Anwendung eines Kittes unter- stützt sein, oder die entsprechenden Flächen von Gehäuse bzw. Kugel sind so geformt, dass eine Verankerung mit der Zwischenschicht f entsteht. Die andere Fläche der Zwischenschicht f bleibt frei und gestattet eine Bewegung zwischen sich und der anliegenden Fläche des anderen Teils. Reibung zwischen diesen Flächen im Betriebe wird durch das Schmiermittel in der Schicht f auf das geringste Maß herabgesetzt.If the intermediate layer f is not to adhere to the surfaces of the housing a and the ball d, even if it could adhere to one of them (as to the housing in the example in Fig. 1), then the adhesion can be reduced by using a putty. be supported, or the corresponding surfaces of the housing or ball are shaped so that an anchoring with the intermediate layer f is created. The other surface of the intermediate layer f remains free and allows movement between itself and the adjacent surface of the other part. Friction between these surfaces in the company is reduced to the lowest possible level by the lubricant in layer f.

Sind die zugehörigen Teile, wie oben beschrieben, zusammengesetzt,dann wird eine biegsame oder andere Kappe (nicht dargestellt) am Gelenk befestigt, welche die Öffnung b bzw. das Gehäuse a abdeckt, um den Zutritt von Schmutz und Feuchtigkeit zu verhüten.Once the associated parts have been assembled as described above, a flexible or other cap (not shown) is attached to the joint, which covers the opening b or the housing a in order to prevent the ingress of dirt and moisture.

Wird eine weitere Schmierung der sich berührenden Flächen der Kugel d und der Zwischenschicht f gewünscht, dann kann das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 Anwendung finden. Bei diesem ist die Kappe oder der Deckel g mit einem Einlass in Form eines Rohranschlusses i versehen, durch den Schmiermittel in das Innere des Gehäuses a gelangen kann. Die erwähnte knorpelartige Schicht f besitzt eine Aussparung j gegenüber dem Einlass, so dass das Schmiermittel bis zur Kugel d gelangt.If further lubrication of the contacting surfaces of the ball d and the intermediate layer f is desired, the exemplary embodiment according to FIG. 2 can be used. In this case, the cap or the cover g is provided with an inlet in the form of a pipe connection i, through which lubricant can get into the interior of the housing a. The cartilage-like layer f mentioned has a recess j opposite the inlet, so that the lubricant reaches the ball d.

In dem beispiel ch Fig. 3 hat das Gehäuse a die Form eines Rohres mit einer seitlichen Aussparung b, durch die der Zapfen e der Kugel d greift. Der eingeschaltete knorpelartige Teil f passt dicht in die innere Fläche des Gehäuses a und um die äußere Fläche der Kugel d und ist in seiner Lage durch metallene Anschläge k gehalten, die im Rohr a dicht passen und es nach außen zu beiden Seiten der Zwischenschicht f abschließen. Die Anschläge k werden in ihrer Lage im Rohr a durch Querbolzen m oder andere Mittel gehalten. Eine im vorhergehenden Beispiel kann die Zwischenschicht f mit dem Gehäuse a im Eingriff stehen. Abweichend davon oder zusätzlich dazu kann die Zwischenschicht f auch mit einem oder mit beiden Anschlägen k im Eingriff stehen.In the example ch Fig. 3, the housing a has the shape of a tube with a lateral recess b through which the pin e of the ball d engages. The activated cartilage-like part f fits tightly into the inner surface of the housing a and around the outer surface of the ball d and is held in its position by metal stops k which fit tightly in the tube a and close it off to the outside on both sides of the intermediate layer f . The stops k are held in their position in the pipe a by cross bolts m or other means. In the previous example, the intermediate layer f can be engaged with the housing a. Deviating from this or in addition to it the intermediate layer f is also in engagement with one or both of the stops k.

Claims

1. Ball joint, characterized in that between a housing (a) and a ball (d) a cartilage-like intermediate layer made of rubber or similar, flexible material is switched on, which is impregnated with a lubricant which is liquid, pasty or solid under normal conditions , but has the ability to sweat out and act as a lubricant under the operating conditions (heat or pressure).

2. Ball joint according to claim 1, characterized in that the intermediate layer (f) is in engagement with the housing (a) or the ball (d).

3. Ball joint according to claims 1 and 2, characterized in that a ball (d) is arranged in a housing (a) which is open on one side and can be closed by a cap or a lid, which is connected to a stepped pin (e) through an opening ( b) the housing engages.

4. Ball joint according to claims 1 to 3, characterized in that the cap or the cover (g) has a closure (i) for a lubricant and the intermediate layer (f) has a corresponding recess (j) for the access of the lubricant to the ball (d).

5. Ball joint according to claims 1 to 4, characterized in that the housing (a) consists of a tube in which the ball (d) is located, which is connected to a pin (e) through a lateral opening (b) of the tube (a) engages, where the activated cartilage-like intermediate layer (f) in the tube (a) surrounds the ball (d), with final stops (k) to secure the intermediate layer (f) in its position.