WO1999020913A1 - Ball joint - Google Patents

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Peter Tschetschorke
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INA Wälzlager Schaeffler oHG
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Abstract

The invention relates to a ball joint comprised of an inner ring (3) having a spherical outer surface (4) in addition to an outer ring (1) which accommodates the inner ring and has a spherical inner surface (2). Said ball joint is outwardly sealed by a covering (6). According to the invention, said covering (6) is constructed as two parts, whereby one side of a first cast part (7) located at a distance from the inner ring (3) is held in the groove (10) of the outer ring (1) with a radially outward pointing beading (9). In addition, a radially inward pointing beading (11) is arranged on the other end of said first cast part. The covering has a second cast part (8) which is located on the inner ring (3). A radially outward pointing beading (12) is located on the inner end of said second cast part. The cast parts (7, 8) are arranged such that they partially overlap and are movable against one another.

Description

Gelenklager Spherical bearings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Gelenklager, bestehend aus einem Innenring mit sphärischer Außenfläche und einem diesen aufnehmenden Außenring mit sphärischer Innenfläche, wobei in einer im Außenring umlaufenden Nut ein sphärisches Formteil angeordnet ist, das die vom Außenring nicht abgedeckte sphärische Außenfläche des Innenrings schützt.The invention relates to a spherical plain bearing, consisting of an inner ring with a spherical outer surface and an outer ring receiving the same with a spherical inner surface, a spherical molded part being arranged in a groove running around the outer ring and protecting the spherical outer surface of the inner ring not covered by the outer ring.
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
Ein derart gattungsgemäßes Gelenklager ist aus dem DE-GM 19 70 792 vorbekannt. In Figur 4 dieser Vorveröffentlichung ist ein Gelenklager mit einem verhältnismäßig breiten Innenring abgebildet, der von einem schmäleren Außen- ring aufgenommen ist. Die nicht vom Außenring abgedeckte Gleitfläche des Innenringes ist von einem sphärisch ausgebildeten Formteil abgedeckt, das in einem radialen Abstand vom Innenring angeordnet ist und in einer umlaufenden Nut im Außenring gehalten ist. Die eigentliche Abdichtung des Gelenklagers erfolgt durch zusätzliche Dichtringe, die in einer weiteren Nut des Innenringes eingreifen und mit Vorspannung an dem sphärisch ausgebildten Formteil federnd anliegen.Such a generic spherical bearing is previously known from DE-GM 19 70 792. FIG. 4 of this prior publication shows a spherical plain bearing with a relatively wide inner ring, which is received by a narrower outer ring. The sliding surface of the inner ring which is not covered by the outer ring is covered by a spherically shaped molded part which is arranged at a radial distance from the inner ring and is held in a circumferential groove in the outer ring. The actual sealing of the spherical bearing takes place by means of additional sealing rings which engage in a further groove of the inner ring and resiliently rest against the spherically formed molded part with prestress.
Nachteilig dabei ist, daß bei dieser Art einer Abdeckung zwei in der Art unterschiedliche Bauteile benötigt werden und darüber hinaus der Innenring eine Nut aufweisen muß. Eine solche Art der Abdeckung ist relativ aufwendig in Fertigung und Montage und macht daher ein Gelenklager teuer und schränkt bei axialer Innenring-Fixierung die sphärische Einstellbarkeit in Kipprichtung ganz oder teilweise ein. Zusammenfassung der ErfindungThe disadvantage here is that two types of different components are required with this type of cover and, moreover, the inner ring must have a groove. Such a type of cover is relatively complex to manufacture and assemble and therefore makes a spherical bearing expensive and limits the spherical adjustability in the tilting direction in whole or in part in the case of an axial inner ring fixation. Summary of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstigere Abdeckung eines Gelenklagers zu entwickeln, die ohne diese Einschränkung in vorhandene oder Neukonstruktionen eingebaut werden kann.The invention is therefore based on the object of developing a less expensive cover for a spherical plain bearing which can be installed in existing or new designs without this restriction.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß das Formteil zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein vom Innenring beabstandetes erstes Formteil einerseits mit einer radial nach außen gerichteten Umbördelung in der Nut des Außenringes gehalten ist und andererseits mit einer am anderen Ende angeordneten radial nach innen gerichteten Umbördelung ein auf dem Innenring befindliches zweites Formteil umfaßt, das an seinem inneren Ende eine radial nach außen gerichtete Umbördelung aufweist, wobei die Formteile einander teilweise überdeckend, selbsthaltend und gegeneinander beweglich angeordnet sind.According to the invention this object is achieved according to the characterizing part of claim 1 in that the molded part is formed at least in two parts, a first molded part spaced from the inner ring being held in the groove of the outer ring on the one hand with a radially outward flanging and on the other hand with another End arranged radially inward flanging comprises a second molded part located on the inner ring, which has a radially outward flanging at its inner end, the molded parts being partially overlapping, self-retaining and movable relative to one another.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird das Gelenklager sicher nach außen abgedichtet, so daß es auch unter verschärften Einsatzbedingungen, wie sie beispielsweise bei Baumaschinen, in der Hütten- und in der Fördermittel- industrie sowie im Fahrzeugbereich gegeben sind, zuverlässig funktionieren kann. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist darin zu sehen, daß zwischen Innenring, Außenring und zweiteiler Abdeckung zusätzliche Räume gebildet sind, die als Schmiermittelvorratsräume genutzt werden können. Auf diese Weise wird die Schaffung eines wartungsfreien lebensdauergeschmierten Ge- lenklagers aus einem überl icherweise Wartungspflichtigen Gelenklager möglich. Es ist weiter von Vorteil, daß durch die erfindungsgemäße Abdichtung im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik gemäß DE-GM 19 70 792 am Innenring des Gelenklagers keine zusätzliche Nut spanend hergestellt werden muß. Durch die radial einander entgegegengesetzt gerichteten Umbördelungen der Formteile ist auch sichergestellt, daß sich bei einem Verschwenken der Gelenklagerringe in der Abdeckung kein Spalt nach außen bilden kann. Weiter ist von Vorteil, daß das am Außenring spezifisch angeordnete Formteil für jede beliebige Lagergröße/-type verwendet werden kann und lediglich das am Innenring befindliche Formteil in seiner geometrischen Ausdehnung an die jeweilige LagergrößeMype angepaßt werden muß. Darüber hinaus lassen sich die erforderlichen Formteile durch moderne Fertigungsverfahren in jeglicher Form und Ausdehnung problemlos herstellen, wobei die axiale Fixierung von Außen- und Innenring ohne Einschränkung möglich ist.By means of this arrangement according to the invention, the spherical plain bearing is securely sealed from the outside, so that it can function reliably even under more stringent operating conditions, such as are present, for example, in construction machines, in the metallurgical and conveying industries and in the vehicle sector. Another decisive advantage can be seen in the fact that additional spaces are formed between the inner ring, outer ring and two-part cover, which can be used as lubricant storage spaces. In this way it is possible to create a maintenance-free, life-lubricated joint bearing from a joint bearing that is usually subject to maintenance. It is furthermore advantageous that the seal according to the invention in comparison to the prior art according to DE-GM 19 70 792 on the inner ring of the spherical plain bearing does not require any additional groove to be machined. The radially opposite flanges of the molded parts also ensure that no pivot can form in the cover when the spherical bearing rings pivot. Another advantage is that the molded part specifically arranged on the outer ring can be used for any bearing size / type and only that on The inner ring of the molded part must be adapted in its geometric extent to the respective bearing size. In addition, the required molded parts can be easily produced in any shape and extension using modern manufacturing processes, with the axial fixation of the outer and inner ring being possible without restriction.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben und werden nachstehend erläutert.Further advantageous embodiments of the invention are described in claims 2 to 8 and are explained below.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die Formteile als schalenartige Kugelstümpfe ausgebildet sein sollen. Derartige kreisrunde Formen lassen sich in einfacher Weise fertigungstechnisch herstellen.It is provided according to claim 2 that the molded parts should be designed as a shell-like stumps. Circular shapes of this type can be produced in a simple manner in terms of production technology.
Aus Anspruch 3 geht hervor, daß das zweite Formteil einen radial nach innen gerichteten, die Stirnfläche des Innenringes überdeckenden Flansch aufweisen soll.From claim 3 it is apparent that the second molded part should have a radially inwardly directed flange covering the end face of the inner ring.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 sollen die Formteile mit Vorspannung aneinander anliegen. Auf diese Weise ist ein siche- rer Zusammenhalt der Abdeckung ohne Spaltbildung zwischen den Formteilen gewährleistet.According to a further feature of the invention according to claim 4, the molded parts should bear against one another with pretension. In this way, the cover is securely held together without the formation of gaps between the molded parts.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 5 sollen die Formteile mit einer Oberflächenschicht, beispielsweise mit einer Korrosions- Schutzschicht versehen sein. Durch diese Oberflächenschicht kann das Gelenklager ganz speziell an seinen jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden.According to another feature of the invention according to claim 5, the molded parts should be provided with a surface layer, for example with a corrosion protection layer. This surface layer allows the spherical plain bearing to be adapted specifically to its particular application.
Auch ist nach den Ansprüchen 6 und 7 vorgesehen, daß die Formteile aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise Edelstahl oder Messing oder aus einem schlag- und temperaturbeständigen Kunststoff hergestellt sein sollen. Die Auswahl des Werkstoffes wird sich nach dem speziellen Einsatzgebiet des Gelenklagers richten, wobei insbesondere die thermische Einsatzbandbreite der verschiedenen Gelenklagertypen ohne Einschränkung genutzt werden kann. Schließlich geht aus Anspruch 8 hervor, daß in einem von den Formteilen und deren Umbördelungen begrenzten Freiraum ein Dichtungsring angeordnet sein soll. Auf diese Weise läßt sich das befettete Gelenklager nach außen vollkommen dicht abschließen, so daß wartungsarme bzw. -freie Einheiten gebildet sind.It is also provided according to claims 6 and 7 that the molded parts should be made of a metallic material, for example stainless steel or brass, or of an impact and temperature resistant plastic. The choice of material will depend on the special area of application of the spherical plain bearing, whereby in particular the thermal range of use of the different types of spherical plain bearings can be used without restriction. Finally, it is apparent from claim 8 that a sealing ring should be arranged in a free space limited by the molded parts and their flanges. In this way, the greased spherical plain bearing can be completely sealed to the outside, so that low-maintenance or maintenance-free units are formed.
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiment.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die beiden Figuren 1 und 2 zeigen einen teilweisen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gelenklager.The two Figures 1 and 2 show a partial longitudinal section through a joint bearing according to the invention.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
In den Figuren 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Gelenklager gezeigt, das aus einem Außenring 1 mit einer sphärischen Innenfläche 2 und aus einem Innenring 3 mit einer sphärischen Außenfläche 4 besteht, wobei zwischen den beiden Flächen 2 und 4 eine am Außenring 1 befestigte Gleitschicht 5 aus PTFE (Polytetrafluoräthylen) angeordnet ist. Die das Gelenklager nach außen schützende Abdeckung 6 besteht aus einem ersten Formteil 7, das mit seiner radial nach außen gerichteten Umbördelung 9 in einer Nut 10 des Außenringes eingeschnappt ist. Ein zweites Formteil 8 ist auf der sphärischen Außenfläche 4 des Innenringes 3 plaziert, d. h. nur aufgeschoben, aber nicht befestigt und weist an seinem inneren Ende eine radial nach außen gerichtete Umbördelung 12 auf. Die beiden Formteile 7 und 8 sind einander teilweise überdeckend und gegeneinander beweglich angeordnet, so daß bei einer Kippbewegung des Innenringes 3 sich die Umbördelung 12 des Formteiles 8 und die Umbördelung 1 1 des Formteiles 7 aufeinander zu oder voneinander wegbewegen. In den Figuren ist die Abdeckung 6 mit ihren Formteilen 7 und 8 so dargestellt, daß zwischen Umbördelung 12 und Formteil 7 und Umbördelung 1 1 und Formteil 8 je ein Spalt verbleibt. Die Abdeckung 6 kann aber auch so ausgeführt werden, daß beide Teile 7 und 8 direkt, d.h. ohne Spalt aufeinanderliegen. Wie insbesondere aus Figur 1 weiter ersichtlich, setzt sich der zwischen Gleitschicht 5 und Stirnfläche 1 3 liegende Teil 1 7 der sphärischen Außenfläche 4 des Innenringes 3 aus etwa drei gleich großen Bereichen zusammen. Die ersten zwei Drittel dieses Bereiches werden vom Formteil 8 und das letzte Drittel vom Formteil 7 abgedeckt. Die beiden Freiräume 15 und 16, die im ersten Fall von den Formteilen 7 und 8 und im zweiten Fall vom Formteil 7 und den beiden Lagerringen 1 und 2 begrenzt werden, können als Vorratsräume für Schmiermittel verwendet werden, so daß eine lebensdauergeschmierte Einheit bei Wartungspflichtigen Gelenklagern eingesetzt werden kann. Genausogut ist es aber auch möglich, im Freiraum 1 5 einen zusätzlichen Dichtungsring, beispielsweise einen O-Ring oder einen fettgetränkten Filzring zu integrieren. Der einzige Unterschied zwischen den Figuren 1 und 2 besteht darin, daß nach Figur 2 das zweite Formteil 8 einen Flansch 14 aufweist, der den Innenring 3 auch an seiner Stirnseite 1 3 bedeckt. Hier kann mit einer axialen Fixierung des Innenringes 3 eine Vorspannung und damit Abdichtungsverbesserung über das Formteil 8 erreicht werden.1 and 2 show a spherical bearing according to the invention, which consists of an outer ring 1 with a spherical inner surface 2 and an inner ring 3 with a spherical outer surface 4, a sliding layer 5 attached to the outer ring 1 being formed between the two surfaces 2 and 4 PTFE (polytetrafluoroethylene) is arranged. The cover 6 protecting the spherical bearing outwards consists of a first molded part 7, which is snapped into a groove 10 of the outer ring with its radially outwardly directed flange 9. A second molded part 8 is placed on the spherical outer surface 4 of the inner ring 3, ie only pushed on but not fastened, and has a radially outwardly directed flange 12 at its inner end. The two molded parts 7 and 8 are partially overlapping and arranged to be movable relative to one another, so that when the inner ring 3 is tilted, the flange 12 of the molded part 8 and the flange 11 of the molded part 7 move towards or away from one another. In the figures, the cover 6 with its molded parts 7 and 8 is shown such that a gap remains between the flange 12 and the molded part 7 and the flange 11 and the molded part 8. The cover 6 can also be designed so that the two parts 7 and 8 lie directly, ie without a gap. As can further be seen in particular from FIG. 1, the part 1 7 of the spherical outer surface 4 of the inner ring 3 which lies between the sliding layer 5 and the end face 1 3 is composed of approximately three regions of equal size. The first two thirds of this area are covered by molded part 8 and the last third by molded part 7. The two clearances 15 and 16, which are limited in the first case by the molded parts 7 and 8 and in the second case by the molded part 7 and the two bearing rings 1 and 2, can be used as storage spaces for lubricants, so that a life-lubricated unit for spherical plain bearings requiring maintenance can be used. However, it is also possible to integrate an additional sealing ring, for example an O-ring or a fat-soaked felt ring, in the free space 15. The only difference between Figures 1 and 2 is that, according to Figure 2, the second molded part 8 has a flange 14 which also covers the inner ring 3 on its end face 1 3. Here, with an axial fixation of the inner ring 3, a prestress and thus an improvement in sealing can be achieved via the molded part 8.
Die Montage der Abdeckung 6 erfolgt nun derart, daß zunächst das zweite Formteil 8 auf den Innenring 3 aufgeschoben wird. Dieses wird dann durch das erste Formteil 7 gehalten und positioniert, wenn Formteil 7 in die umlaufende Nut 10 des Außenringes 1 eingeschnappt bzw. eingefedert ist. The cover 6 is now installed in such a way that the second molded part 8 is first pushed onto the inner ring 3. This is then held and positioned by the first molded part 7 when the molded part 7 is snapped or compressed in the circumferential groove 10 of the outer ring 1.
Bezugszeichenreference numeral
I Außenring 2 sphärische InnenflächeI outer ring 2 spherical inner surface
3 Innenring3 inner ring
4 sphärische Außenfläche4 spherical outer surface
5 PTFE-Gleitschicht5 PTFE sliding layer
6 Abdeckung 7 erstes Formteil6 cover 7 first molding
8 zweites Formteil8 second molding
9 Umbördelung von 79 flanging of 7
10 Nut10 groove
I I Umbördelung von 7 12 Umbördelung von 8I I flanging of 7 12 flanging of 8
13 Stirnseite13 end face
14 Flansch von 814 flange of 8
1 5 Freiraum1 5 Free space
16 Freiraum 1 7 Bereich 16 Free space 1 7 area

Claims

Patentansprüche claims
1 . Gelenklager, bestehend aus einem Innenring (3) mit sphärischer Außenfläche (4) und einem diesen aufnehmenden Außenring (1 ) mit sphärischer Innenfläche (2), wobei in einer im Außenring (1 ) umlaufende Nut (10) ein sphärisches Formteil angeordnet ist, das die vom Außenring (1 ) nicht abgedeckte sphärische Außenfläche (4) des Innenrings (3) schützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein vom Innenring (3) beabstandetes erstes Formteil (7) einerseits mit einer radial nach außen gerichteten Umbördelung (9) in der Nut (10) des Außenringes (1 ) gehalten ist und andererseits mit einer am anderen Ende angeordneten radial nach innen gerich- teten Umbördelung (1 1 ) ein auf dem Innenring (3) befindliches zweites Formteil (8) umfaßt, das an seinem inneren Ende eine radial nach außen gerichtete Umbördelung (12) aufweist, wobei die Formteile (7, 8) einander teilweise überdeckend, selbsthaltend und gegeneinander beweglich angeordnet sind.1 . Spherical bearing, consisting of an inner ring (3) with a spherical outer surface (4) and an outer ring (1) receiving it with a spherical inner surface (2), a spherical molded part being arranged in a groove (10) running around the outer ring (1) protects the spherical outer surface (4) of the inner ring (3), which is not covered by the outer ring (1), characterized in that the molded part is formed at least in two parts, a first molded part (7) spaced from the inner ring (3) on the one hand having a radially outward direction directed flanging (9) is held in the groove (10) of the outer ring (1) and, on the other hand, with a flanging (11) arranged radially inward at the other end, a second molded part (8) located on the inner ring (3) comprising, at its inner end, a radially outward flanging (12), the molded parts (7, 8) partially overlapping, self-retaining and movable relative to one another dnet are.
2. Gelenklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (7, 8) als schalenartige Kugelstümpfe ausgebildet sind.2. Spherical bearing according to claim 1, characterized in that the shaped parts (7, 8) are designed as shell-like stumps.
3. Gelenklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Formteil (8) einen radial nach innen gerichteten, eine Stirnfläche (13) des Innenringes (3) überdeckenden Flansch (14) aufweist.3. Spherical bearing according to claim 1, characterized in that the second molded part (8) has a radially inwardly directed, an end face (13) of the inner ring (3) covering flange (14).
4. Gelenklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (7, 8) mit Vorspannung aneinander anliegen.4. spherical plain bearing according to claim 1, characterized in that the molded parts (7, 8) bear against one another with a prestress.
5. Gelenklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (7, 8) mit einer Oberflächenschicht, beispielsweise mit einer Korrosionsschutzschicht versehen sind. 5. spherical plain bearing according to claim 1, characterized in that the molded parts (7, 8) are provided with a surface layer, for example with an anti-corrosion layer.
6. Gelenklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (7, 8) aus Edelstahl oder aus Messing hergestellt sind.6. Spherical bearing according to claim 1, characterized in that the molded parts (7, 8) are made of stainless steel or brass.
7. Gelenklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (7, 8) aus einem schlag- und temperaturbeständigen Kunststoff hergestellt sind.7. Spherical bearing according to claim 1, characterized in that the molded parts (7, 8) are made of an impact and temperature resistant plastic.
8. Gelenklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in einem von den Formteilen (7, 8) und deren Umbördelungen (1 1 , 12) begrenzten Freiraum (15) ein Dichtring angeordnet ist. 8. spherical plain bearing according to claim 1, characterized in that a sealing ring is arranged in one of the shaped parts (7, 8) and their flanges (1 1, 12) limited space (15).
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