WO1999013233A1 - Wälzgelagertes kugelgelenk - Google Patents

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WO1999013233A1
WO1999013233A1 PCT/EP1998/002026 EP9802026W WO9913233A1 WO 1999013233 A1 WO1999013233 A1 WO 1999013233A1 EP 9802026 W EP9802026 W EP 9802026W WO 9913233 A1 WO9913233 A1 WO 9913233A1
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cage
ball
ball joint
joint according
dome
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Inventor
Helmut Bode
Original Assignee
INA Wälzlager Schaeffler oHG
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    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C11/0623—Construction or details of the socket member
    • F16C11/0652—Construction or details of the socket member combined with a damper other than elastic linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38—Ball cages
    • F16C33/3806—Details of interaction of cage and race, e.g. retention, centring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Definitions

  • the invention relates to a ball joint with a bolt which carries a ball element which is pivotally held in an associated dome-shaped recess by means of rolling elements arranged in a cage.
  • Such a generic ball bearing ball joint is previously known from DE-GM 81 07 1 1 1.
  • a bolt is connected to a spherical element which is pivotally received in a spherical recess via a plurality of small bearing balls, the bearing balls being arranged in a cage.
  • Ball joints of this type are used in the area of the front suspension of automobiles.
  • the disadvantage of these roller-bearing ball joints is, on the one hand, that due to the point-like contact of spherical element with a large number of small bearing balls, high Hertzian pressures occur and, on the other hand, rigidity, load-bearing capacity and, above all, damping can be critical, since there is always only one point contact.
  • an increased preload of the rolling element guide leads to a greater basic deformation of the rolling elements, which results in an increased swivel resistance.
  • increased preload has no effect on the damping.
  • applications are also conceivable where damping is particularly important. Summary of the invention
  • the invention is therefore based on the object of developing a roller-mounted ball joint which on the one hand is easily pivotable but on the other hand has a damping effect.
  • this object is achieved according to the characterizing part of claim 1 in that the radial expansion of the spherical element, cage and dome-shaped recess is coordinated so that a gap is formed between the cage and the dome-shaped recess and / or between the cage and the spherical element that is filled with a liquid.
  • the cage can have a variety of structural designs. It is provided according to claim 3 that the cage is formed in two parts, one part being shell-like as a hemisphere and a second part being shell-like as a hemisphere stump, which is arranged in the upper region of the spherical element which is connected to the bolt.
  • the cage should be designed so that it is again shell-shaped as a hemisphere and in the upper region of the ball element is arranged, which is connected to the bolt, while in the lower region of the spherical element the rolling elements are arranged without a cage, that is to say full spherical. This prevents the rolling elements from moving out of the ball joint when the bolt is pivoted, so that there is a full pivoting range with high rigidity and load-bearing capacity of the system.
  • the cage should consist of a large number of individual intermediate pieces, which have indentations distributed uniformly around the circumference, the contour of which corresponds to the contour of the rolling elements.
  • the cage can also consist of a plurality of segments which accommodate a plurality of rolling elements and which abut one another on their outer edges, so that almost the entire surface of the spherical element is covered.
  • the segments are expediently designed as pentagons.
  • the cage is made of a highly load-bearing, slip-resistant plastic, which shrinks when hardened, so that the damping gap is formed.
  • This cage can also be made according to claim 10 so that it is injection molded onto an oversized spherical element, so that in turn Damping gap is formed when the smaller matching ball element of the ball joint is mounted.
  • the cage can be made of metal or ceramic.
  • the rolling elements should not be formed as balls, but as barrel-shaped profile rollers, which have a concave rolling surface in their central part and convex rolling surfaces at their outer end regions, the radii of which correspond to the radius of the ball element or the radius correspond to the dome-shaped recess.
  • barrel-shaped profile rollers achieve a line contact between them and the spherical element or dome-shaped recess, so that the rigidity and the load-bearing capacity of the ball-and-socket joint with ball bearings are decisively improved again.
  • FIG. 6 is a plan view of a cage segment
  • Fig. 7 shows a section through a cage segment along the line
  • Vll-Vll in Figure 6 and Fig. 9 is an enlarged view of barrel-shaped profile rolls.
  • the ball joint according to the invention shown in FIGS. 1, 2 and 8 in a sectional view consists of the two housing parts 1 and 2, which are held together by fastening elements 3 along a parting plane 4 and delimit a dome-shaped recess 5.
  • a spherical element 6 is held in the dome-shaped recess 5 and is connected at its upper end to a bolt 7. This bolt 7 protrudes through a recess 8 of the housing part 1 and can be pivoted as desired in three planes, as indicated in Figure 1.
  • the ball element 6 is held in the dome-shaped recess 5 by means of rolling elements which are designed as profile rollers 9 or as bearing balls 10, so that a free space 11 is formed between the ball element 6 and the dome-shaped recess 5. In order to prevent the profile rollers 9 from migrating out of the free space 11 according to FIG. 8 during the pivoting, this is closed with a cover cap 12 which is fastened to the housing parts 1 and 2.
  • the cage for guiding the profile roller 9 or bearing ball 10 can be designed in different ways. As can be seen in Figures 1 and 3, the cage is formed in two parts, i. H. it consists of a shell-like hemisphere 13 and a shell-like hemisphere 14, the latter being arranged in the region of the spherical element 6, which is connected to the bolt 7. Otherwise a swiveling movement would be prevented.
  • the cage is composed of a large number of intermediate pieces 15, which have indentations distributed uniformly around the circumference, the contour of which corresponds to the contour of the rolling elements, in the special case the contour of the bearing balls 10.
  • a single intermediate piece 15 is distributed on all sides around its circumference by a plurality of rolling elements.
  • FIGS. 5 and 8 Another structural design of the cage can be seen in FIGS. 5 and 8.
  • the cage is composed of a multiplicity of disks 16 which have a pocket (not designated in more detail) for receiving a bearing ball 10 or for receiving a profile roller 9.
  • the profile rollers 9 are accommodated in pockets of disks 16, which in turn are arranged in contact with one another at different heights along a circumferential line of the ball element 6. Below or above rows of profile rollers 9 are set to gap, so that the accommodation of a maximum number of rolling elements is possible.
  • the cage is composed of a multiplicity of segments 17, which are provided with pockets which hold rolling elements.
  • the segment 1 7 is designed as a pentagon, so that it is ensured that almost the entire surface of the ball element 6 can be covered with segments 1 7.
  • FIG. 7 clearly shows that the curvature of the segments 1 7 must be adapted to the free space 11 or the radius of curvature of the spherical element 6 and the radius of curvature of the dome-shaped recess 5. This also applies to all other cage variants described.
  • the design of the profile rollers 9 can be seen in FIG. 9.
  • the profile rollers 9 have a concave rolling surface 18 in their central part, which rolls on the outer surface of the ball element 6. This means that the radius R1 of the inwardly curved rolling surface 18 must correspond to the radius R2 of the spherical element.
  • the profile rollers 9 also each have a convex rolling surface 19 at their outer end regions, which roll on the outer surface of the dome-shaped recess 5. This in turn means that the radius R3 of the rolling surface 19 curved outwards must correspond to the radius R4 of the dome-shaped recess 5. In this way, there is a line contact with the advantages already described between the profile rollers 9 and the ball element 6 and the dome-shaped recess 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem Bolzen (7), der ein Kugelelement (6) trägt, das über in einem Käfig angeordnete Wälzkörper schwenkbar in einer zugeordneten kalottenförmigen Ausnehmung (5) gehalten ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Kugelgelenk dadurch aus, daß die radiale Ausdehnung von Kugelelement (6), Käfig (13, 14, 15, 16, 17) und kalottenförmige Ausnehmung (5) so aufeinander abgestimmt ist, daß zwischen Käfig (13, 14, 15, 16) und kalottenförmiger Ausnehmung (5) und/oder zwischen Käfig (13, 14, 15, 16, 17) und Kugelelement (6) ein Spalt (20) gebildet ist, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.

Description

Wälzgelagertes Kugelgelenk
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem Bolzen, der ein Kugelelement trägt, das über in einem Käfig angeordnete Wälzkörper schwenkbar in einer zugeordneten kalottenförmigen Ausnehmung gehalten ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartig gattungsgemäßes wälzgelagertes Kugelgelenk ist aus dem DE-GM 81 07 1 1 1 vorbekannt. Ein Bolzen ist mit einem kugelförmigen Element verbunden, das über eine Vielzahl kleiner Lagerkugeln in einer kalottenförmigen Ausnehmung schwenkbar aufgenommen ist, wobei die Lagerkugeln in einem Käfig angeordnet sind.
Solche Kugelgelenke finden im Bereich der Vorderradaufhängung von Automobilen Verwendung. Der Nachteil dieser wälzgelagerten Kugelgelenke liegt einerseits darin, daß aufgrund der punktförmigen Berührungen von kugelförmigen Element mit einer Vielzahl von kleinen Lagerkugeln hohe Hertz'sche Pressungen auftreten und andererseits Steifigkeit, Tragfähigkeit und vor allem Dämpfung kritisch sein können, da immer nur ein Punktkontakt vorliegt. Nun kann man zwar ein solch wälzgelagertes Kugelgelenk unter Vorspannung setzen, um die Steifigkeit zu verbessern. Eine erhöhte Vorspannung der Wälzkörperführung führt jedoch zu einer größeren Grundverformung der Wälzkörper, woraus ein erhöhter Schwenkwiderstand resultiert. Darüber hinaus hat eine erhöhte Vorspannung keinerlei Einfluß auf die Dämpfung. Nun sind neben der Kraftfahrzeugindustrie aber auch Anwendungsfälle denkbar, wo es in starkem Maße gerade auf die Dämpfung ankommt. Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein wälzgelagertes Kugelgelenk zu entwickeln, das einerseits leicht schwenkbar ist aber auch andererseits eine Dämpfungswirkung aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die radiale Ausdehnung von Kugelelement, Käfig und kalottenförmiger Ausnehmung so aufeinander abgestimmt ist, daß zwischen dem Käfig und der kalottenförmiger Ausnehmung und/oder zwischen dem Käfig und dem Kugelelement ein Spalt gebildet ist, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.
Dieser mit Flüssigkeit, vorzugsweise mit Öl gefüllte Spalt, der nach Anspruch 2 eine Größe von < 10 μm aufweisen soll, sorgt nun einerseits für den gewünschten Dämpfungseffekt des Kugelgelenks. Andererseits kann aber bei Einwirkung sehr hoher Kräfte auf das Kugelgelenk der Fall eintreten, daß der Käfig sowohl am Kugelelement als auch an der kalottenförmigen Ausnehmung direkt anliegt, d. h. der Spalt verschwindet und der Käfig trägt somit zusätzlich, d. h. die Steifigkeit und die Tragzahl des Kugelgelenks werden erheblich verbessert. Dies hat zur Folge, daß das Kugelgelenk bei geringen Lasten und hohen Bewegungsgeschwindigkeiten sehr leichtgängig ist, gleichzeitig aber auch hohe Tragfähigkeit, Dämpfung und Steifigkeit aufweist, wenn die Last einen Grenzwert überschreitet, da in diesem Fall der Wälzlagerkäfig zusätzlich trägt.
Der Käfig kann dabei vielfältige konstruktive Gestaltungen aufweisen. So ist nach Anspruch 3 vorgesehen, daß der Käfig zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil schalenartig als Halbkugel und ein zweiter Teil schalenartig als Halbkugelstumpf ausgebildet ist, wobei dieser im oberen Bereich des Kugelelements angeordnet ist, der mit dem Bolzen verbunden ist.
Nach Anspruch 4 soll der Käfig so gestaltet sein, daß er wiederum schalenartig als Halbkugelstumpf ausgebildet ist und im oberen Bereich des Kugelelements angeordnet ist, der mit dem Bolzen verbunden ist, während im unteren Bereich des Kugelelements die Wälzkörper ohne Käfig, d. h. vollkugelig angeordnet sind. Auf diese Weise wird verhindert, daß beim Schwenken des Bolzens die Wälzkörper aus dem Kugelgelenk herauswandern, so daß ein voller Schwenkbe- reich bei gleichzeitig hoher Steifigkeit und Tragfähigkeit des Systems gegeben ist.
Eine andere Art der Käfiggestaltung geht aus Anspruch 5 hervor. Danach soll dieser aus einer Vielzahl von einzelnen Scheiben bestehen, die in einer Tasche je einen Wälzkörper aufnehmen und mit ihrer Umfangslinie aneinander anliegen. Auch hier wird wiederum die gewünschte Dämpfung erzielt und darüber hinaus ermöglicht diese Art der Käfigausbildung als Scheibe durch ihre runde Form auch ein problemloses auf Lücke setzen, so daß möglichst viele Wälzkörper anordenbar sind.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 6 soll der Käfig aus einer Vielzahl von einzelnen Zwischenstücken bestehen, die gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Einbauchungen aufweisen, deren Kontur der Kontur der Wälzkörper entspricht.
Wie aus Anspruch 7 ersichtlich, kann der Käfig auch aus mehreren, eine Vielzahl von Wälzkörpern aufnehmenden Segmenten bestehen, die an ihren Außenkanten aneinander anliegen, so daß nahezu die gesamte Oberfläche des Kugelelements bedeckt ist. Zweckmäßigerweise ist in diesem Fall nach Anspruch 8 vorgesehen, daß die Segmente als Fünfecke ausgebildet sind.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist vorgesehen, daß der Käfig aus einem hochtragfähigen gleitgeeigneten Kunststoff gefertigt ist, der beim Aushärten schwindet, so daß der Dämpfungsspalt gebildet ist.
Dieser Käfig kann nach Anspruch 10 auch so gefertigt werden, daß er auf ein mit Übermaß versehenes Kugelelement gespritzt ist, so daß wiederum der Dämpfungsspalt gebildet ist, wenn das kleinere passende Kugelelement des Kugelgelenkes montiert wird.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 1 1 kann der Käfig aus Metall oder Keramik gefertigt sein. Zweckmäßigerweise wird man jedoch einem Kunststoff den Vorzug geben, da er durch Spritzgießen in jeder beliebigen Form unkompliziert herstellbar ist.
Schließlich geht aus Anspruch 1 2 hervor, daß die Wälzkörper nicht als Kugeln, sondern als tonnenförmige Profilrollen ausgebildet sein sollen, die in ihrem Mittelteil eine konkave Wälzfläche und an ihren äußeren Endbereichen konvexe Wälzflächen aufweisen, wobei deren Radien dem Radius des Kugelelements bzw. dem Radius der kalottenförmigen Ausnehmung entsprechen.
Durch diese tonnenförmigen Profilrollen wird eine Linienberührung zwischen diesen und Kugelelement bzw. kalottenförmige Ausnehmung erreicht, so daß die Steifigkeit und die Tragfähigkeit des wälzgelagerten Kugelgelenks nochmals entscheidend verbessert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1 , 2 und 8 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
Fig. 3, 4 und 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus einem Kugelgelenk mit unterschiedlich gestaltetem Käfig,
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Käfigsegment,
Fig. 7 einen Schnitt durch ein Käfigsegment entlang der Linie
Vll-Vll in Figur 6 und Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung von tonnenförmigen Profilrollen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in den Figuren 1 , 2 und 8 in einer Schnittdarstellung gezeigte erfindungsgemäße Kugelgelenk besteht aus den beiden Gehäuseteilen 1 und 2, die durch Befestigungselemente 3 entlang einer Trennebene 4 zusammengehalten sind und eine kalottenförmige Ausnehmung 5 begrenzen. In der kalottenförmigen Ausnehmung 5 ist ein Kugelelement 6 gehalten, das an seinem oberen Ende mit einem Bolzen 7 verbunden ist. Dieser Bolzen 7 ragt durch eine Ausnehmung 8 des Gehäuseteils 1 hindurch und kann so beliebig in drei Ebenen verschwenkt werden, wie in Figur 1 angedeutet. Das Kugelelement 6 ist in der kalottenförmigen Ausnehmung 5 über Wälzkörper gehalten, die als Profilrollen 9 oder als Lagerkugeln 10 ausgebildet sind, so daß zwischen Kugelelement 6 und kalottenförmiger Ausnehmung 5 ein Freiraum 1 1 gebildet ist. Um ein Herauswandern der Profilrollen 9 aus dem Freiraum 1 1 gemäß Figur 8 während des Verschwen- kens zu verhindern, ist dieser mit je einer Abdeckkappe 12 verschlossen, die an den Gehäuseteilen 1 und 2 befestigt ist.
Der Käfig zur Führung von Profilrolle 9 bzw. Lagerkugel 10 kann dabei verschiedenartig gestaltet sein. Wie den Figuren 1 und 3 entnehmbar, ist der Käfig zweiteilig ausgebildet, d. h. er besteht aus einer schalenartigen Halbkugel 1 3 und einem schalenartigen Halbkugelstumpf 14, wobei letztgenannter im Bereich des Kugelelements 6 angeordnet ist, der mit dem Bolzen 7 verbunden ist. Anderenfalls würde eine Schwenkbewegung verhindert sein.
Der Unterschied zwischen Figur 1 und Figur 2 liegt darin, daß in letztgenannter nur ein schalenartiger Halbkugelstumpf 14 als Käfig im oberen Bereich des Freiraumes 1 1 eingesetzt ist, während die Lagerkugeln 10 im unteren Bereich ohne Käfig ihre Funktion erfüllen. Dies führt dazu, daß im unteren Bereich des Freiraumes 1 1 mehr Lagerkugeln 10 untergebracht werden können, während ein Herauswandern der Lagerkugeln 10 aus dem Kugelgelenk durch den Käfig in Form eines schalenartigen Halbkugelstumpfs 14 verhindert ist.
Eine weitere Ausgestaltung des Käfigs ist Figur 4 entnehmbar. In diesem Fall setzt sich der Käfig aus einer Vielzahl von Zwischenstücken 1 5 zusammen, die gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Einbauchungen aufweisen, deren Kontur der Kontur der Wälzkörper, im speziellen Fall der Kontur der Lagerkugeln 10 entspricht. Oder anders ausgedrückt, ein einzelnes Zwischenstück 1 5 ist verteilt über seinen Umfang von mehreren Wälzkörpern allseitig umgeben.
Eine andere konstruktive Ausgestaltung des Käfigs ist den Figuren 5 und 8 entnehmbar. Dort setzt sich der Käfig aus einer Vielzahl von Scheiben 16 zusammen, die eine nicht näher bezeichnete Tasche zur Aufnahme einer Lagerkugel 10 bzw. zur Aufnahme einer Profilrolle 9 besitzen. Wie Figur 8 weiter entnommen werden kann, sind die Profilrollen 9 in Taschen von Scheiben 1 6 untergebracht, die wiederum in verschiedenen Höhen entlang einer Umfangslinie des Kugelelements 6 einander berührend angeordnet sind. Darunter bzw. darüber liegende Reihen von Profilrollen 9 sind dabei auf Lücke gesetzt, so daß die Unterbringung einer maximalen Anzahl von Wälzkörpern möglich ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß den Figuren 6 und 7 setzt sich der Käfig aus einer Vielzahl von Segmenten 1 7 zusammen, die mit Wälzkörper aufnehmenden Taschen versehen sind. Im speziellen Fall ist das Segment 1 7 als ein Fünfeck ausgebildet, so daß sichergestellt ist, daß nahezu die gesamte Oberfläche des Kugelelementes 6 mit Segmenten 1 7 bedeckt werden kann. Figur 7 zeigt deutlich, daß die Krümmung der Segmente 1 7 dem Freiraum 1 1 bzw. dem Krümmungsradius des Kugelelementes 6 und dem Krümmungsradius der kalottenförmigen Ausnehmung 5 angepaßt werden muß. Dies trifft auch für alle anderen beschriebenen Käfigvarianten zu. Die Gestaltung der Profilrollen 9 ist Figur 9 entnehmbar. Wie dort gezeigt, weisen die Profilrollen 9 in ihrem Mittelteil eine konkave Wälzfläche 18 auf, die auf der Mantelfläche des Kugelelements 6 abwälzt. Dies bedeutet, daß der Radius R1 der nach innen gewölbten Wälzfläche 18 dem Radius R2 des Kugel- elements entsprechen muß. Die Profilrollen 9 weisen außerdem an ihren äußeren Endbereichen je eine konvexe Wälzfläche 19 auf, die auf der Mantelfläche der kalottenförmigen Ausnehmung 5 abwälzen. Dies wiederum bedeutet, daß der Radius R3 der nach außen gewölbten Wälzfläche 1 9 dem Radius R4 der kalottenförmigen Ausnehmung 5 entsprechen muß. Auf diese Weise ist eine Linienberührung mit den bereits beschriebenen Vorteilen zwischen den Profilrollen 9 und dem Kugelelement 6 und der kalottenförmigen Ausnehmung 5 gegeben.
Das Wesen der Erfindung wird an dem Zwischenstück 1 5 gemäß Figur 4 erläu- tert, trifft aber auch für alle anderen Käfigausgestaltungen in Form von schalenartiger Halbkugel 1 3, schalenartigem Halbkugelstumpf 14, Scheibe 1 6 oder Segment 1 7 zu. Der Figur 4 ist entnehmbar, daß die radiale Ausdehnung von Kugelelement 6, Zwischenstück 1 5 und kalottenförmiger Ausnehmung 5 so aufeinander abgestimmt ist, daß zwischen Zwischenstück 15 und kalottenförmi- ger Ausnehmung 5 und zwischen Zwischenstück 1 5 und Kugelelement 6 je ein Dämpfungsspalt 20 gebildet ist. Wird dieser Spalt 20 nun mit Öl befüllt, so tritt die gewünschte Dämpfwirkung innerhalb des Kugelgelenks ein. Der Figur ist aber auch entnehmbar, daß es bei Auftreten von großen Belastungen dazu kommen kann, daß das Zwischenstück 1 5 zwischen Kugelelement 6 und Gehäuseteil 1 bzw. 2 eingespannt wird, d. h. eine tragende Funktion übernimmt. Bezugszahlenliste
1 Gehäuseteil Gehäuseteil Befestigungselement Trennebene kalottenförmige Ausnehmung Kugelelement
7 Bolzen Ausnehmung Profil rolle
10 Lagerkugel 1 1 Freiraum
12 Abdeckkappe
13 schalenartige Halbkugel
14 schalenartiger Halbkugelstumpf
15 Zwischenstück 16 Scheibe
17 Segment
18 konkave Wälzfläche
19 konvexe Wälzfläche
20 Dämpfungsspalt R1 Radius der Wälzfläche 18 R2 Radius des Kugelelements 6 R3 Radius der Wälzfläche 1 9 R4 Radius der kalottenförmigen Ausnehmung 5

Claims

Patentansprüche
1. Kugelgelenk mit einem Bolzen (7), der ein Kugelelement (6) trägt, das über in einem Käfig angeordnete Wälzkörper schwenkbar in einer zugeordneten kalottenförmigen Ausnehmung (5) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Ausdehnung von Kugelelement (6), Käfig (1 3, 14, 1 5, 16, 1 7) und kalottenförmiger Ausnehmung (5) so aufeinander abgestimmt ist, daß zwischen dem Käfig (13, 14, 15, 16, 17) und der kalottenförmigen Ausnehmung (5) und/oder zwischen dem Käfig (1 3, 14, 1 5, 16, 1 7) und dem Kugelelement (6) ein Spalt (20) gebildet ist, der mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (20) eine Stärke von < 10 μm aufweist.
3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil schalenartig als Halbkugel (13) und ein zweiter Teil schalenartig als Halbkugelstumpf (14) ausgebildet ist, wobei dieser im oberen Bereich des Kugelelements (6) angeordnet ist, der mit dem Bolzen (7) verbunden ist.
4. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig schalenartig als Halbkugelstumpf (14) ausgebildet ist und im oberen Bereich des
Kugelelements (6) angeordnet ist, der mit dem Bolzen (7) verbunden ist, während im unteren Bereich des Kugelelements (6) die Wälzkörper (10) ohne Käfig, d. h. vollkugelig angeordnet sind.
5. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig aus einer Vielzahl von einzelnen Scheiben (16) besteht, die in einer Tasche je einen Wälzkörper (9, 10) aufnehmen und mit ihrer Umfangslinie aneinander anliegen.
6. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig aus einer Vielzahl von einzelnen Zwischenstücken (1 5) besteht, die gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Einbauchungen aufweisen, deren Kontur der Kontur der Wälzkörper (9) entspricht.
7. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig aus mehreren, eine Vielzahl von Wälzkörpern (10) aufnehmenden Segmenten (1 7) besteht, die an ihren Außenkanten aneinanderliegen, so daß nahezu die gesamte Oberfläche des Kugelelements (6) bedeckt ist.
8. Kugelgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (1 7) als Fünfecke ausgebildet sind.
9. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (1 3, 14, 1 5, 16, 1 7) aus einem hochtragfähigen gleitgeeigneten Kunststoff gefertigt ist, der beim Aushärten schwindet, so daß der Dämpfungsspalt (20) gebildet ist.
10. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (1 3, 14, 1 5, 16, 1 7) aus einem hochtragfähigen gleitgeeigneten Kunststoff gefertigt ist, der auf ein mit Übermaß versehenes Kugelelement gespritzt ist.
1 1 . Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (1 3, 14, 1 5, 1 6, 1 7) aus Metall oder Keramik gefertigt ist.
12. Kugelgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper als tonnenförmige Profilrollen (9) ausgebildet sind, die in ihrem Mittelteil eine konkave Wälzfläche (18) und an ihren äußeren Endbereichen konvexe Wälzflächen (19) aufweisen, wobei deren Radien (R1 , R3) dem Radius (R2) des Kugelelements (6) bzw. dem Radius (R4) der kalottenförmigen Ausnehmung (5) entsprechen.
PCT/EP1998/002026 1997-09-05 1998-04-08 Wälzgelagertes kugelgelenk WO1999013233A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19738812.4 1997-09-05
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WO1999013233A1 true WO1999013233A1 (de) 1999-03-18

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DE (1) DE19738812A1 (de)
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