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Die
Erfindung betrifft eine Gelenkeinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 sowie ein Verfahren zur Schmierung einer Gelenkeinheit nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 16.
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Aus
der
DE 44 19 954 A1 ist
eine gattungsgemäße Gelenkeinheit für
ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei die in der Druckschrift beschriebene
Gelenkeinheit ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug zeigt. Dieses
Kugelgelenk weist ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse
gelagerten Gelenkzapfen sowie eine zwischen dem Gehäuse
und dem Lagerabschnitt des Gelenkzapfens vorhandene Lagerschale
auf, die mit ihrer Außenoberfläche, zumindest
abschnittsweise, in dem Gehäuse gelagert ist. Auf der dem
als Gelenkkugel ausgebildeten Lagerabschnitt des Gelenkzapfens zugewandten
Innenoberfläche verfügt die Lagerschale über
Ausnehmungen für ein Schmiermittel, so genannte „Schmiermittelnuten".
Die Ausnehmungen sind gemäß dem Offenbarungsgehalt
der Schrift als Schmierrillen mit einer Rillenstruktur ausgebildet und
dienen dazu, in der Gelenkeinheit vorhandenes Schmiermittel zur
Optimierung der Gleitreibung zwischen dem Lagerabschnitt des Gelenkzapfens
und der Lagerschale zu verteilen. Durch die in der Innenoberfläche
der Lagerschale vorhandenen, rillenartigen Vertiefungen wird gleichfalls
eine Art Schmiermittelreservoir geschaffen.
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Gelenkeinheiten,
wie sie in der
DE 44
19 954 A1 beschrieben sind, weisen im Normalbetrieb gegenüber
herkömmlichen Kugelgelenken erhebliche Vorteile in der
Schmierung der relativ zueinander bewegbaren Bauteile auf. Jedoch
konnte festgestellt werden, dass insbesondere bei kleinen, jedoch
hochfrequenten Bewegungen des Gelenkzapfens innerhalb des Gehäuses
das in der Lagerschale vorhandene Schmiermittel aus dem Tragbereich
der Lagerschale herausgepresst wird, so dass es zu einer Trockenreibung
kommen kann, die sich zumindest partiell zwischen dem Lagerabschnitt
des Gelenkzapfens und der Lagerschale ausbildet. Das in der Gelenkeinheit
vorhandene Schmiermittel entweicht bei einer derartigen Ausführung
durch eine zentral mittig in der Lagerschale vorhandene Entlüftungsbohrung
in einen im Gehäuse vorhandenen Hohlraum. Das in diesem
Hohlraum vorhandene Schmiermittel steht jedoch für die
relativ zueinander bewegbaren Gelenkbauteile nicht mehr zur Verfügung,
da eine Rückführung des Schmiermittels in den
Bereich der zu schmierenden Oberflächen nicht vorgesehen
und damit nicht mehr möglich ist.
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Problematisch
ist bei Gelenkeinheiten generell auch eine längere Stillstandszeit,
da sich in diesem Fall ein hohes Losbrechmoment ausbildet, das darauf
zurückzuführen ist, dass infolge der ausbleibenden
Gelenkbewegung das zwischen dem Lagerabschnitt des Gelenkzapfens
und der Innenoberfläche der Lagerschale vorhandenes Schmiermittel
aus dem Kontaktbereich herausgepresst wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkeinheit für
ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, deren Versorgung der relativ
zueinander bewegbaren Gelenkbauteile mit einem Schmiermittel gegenüber
bekannten Ausführungen verbessert ist. Dabei soll insbesondere
eine einfach aufgebaute und somit kostengünstig zu erzeugende
Ausführung geschaffen werden. Ferner ist ein Verfahren
zur Schmierung der relativ zueinander bewegbaren Gelenkbauteile
anzugeben.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen
der unabhängigen Patentansprüche.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den sich anschließenden
Unteransprüchen wiedergegeben.
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Eine
Gelenkeinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse
und einem in dem Gehäuse gelagerten Gelenkzapfen sowie
einer zwischen dem Gehäuse und einem Lagerabschnitt des
Gelenkzapfens vorhandenen Lagerschale, die mit ihrer Außenoberfläche
zumindest abschnittsweise in dem Gehäuse gelagert ist und
auf ihrer dem Lagerabschnitt des Gelenkzapfens zugewandten Innenoberfläche
Ausnehmungen für ein Schmiermittel aufweist, wurde erfindungsgemäß dahingehend
weitergebildet, dass die Lagerschale zumindest eine die Lagerschale
von der Innenoberfläche zur Außenoberfläche
durchdringende, einen Strömungskanal bildende Öffnung
aufweist.
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Die
Erfindung beschreibt eine einfache und kostengünstig herzustellende
Ausführungsform einer Gelenkeinheit. Es werden keine zusätzlichen
Bauteile erforderlich. Die Lagerschale wurde mit mindestens einer Öffnung
ausgestattet, die die Lagerschale vollständig durchdringt.
Durch diese Lösung wird eine Schmiermittelzirkulation zwischen
der Innenoberfläche und er Außenoberfläche
der Lagerschale ermöglicht und die Gelenkeinheit in jedem
Betriebszustand optimal mit Schmiermittel versorgt. Die infolge
der Relativbewegung der zueinander bewegbaren Gelenkbauteile entstehende
Pumpwirkung innerhalb der Gelenkeinheit bewirkt einen Transport
des in der Gelenkeinheit vorhandenen Schmiermittels. Ein Abriss
des Schmiermittelfilms zwischen den bewegbaren Bauteilen, wie es
bei Lösungen aus dem Stand der Technik als nachteilig erkannt
wurde, kann wirksam und dauerhaft verhindert werden. Damit erhöht sich
die Lebensdauer einer derartig ausgestatten Gelenkeinheit im Vergleich
zu bekannten Ausführungen um ein Vielfaches.
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Entsprechend
einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann die Öffnung,
die die Innenoberfläche mit der Außenoberfläche
der Lagerschale im Sinne eines Strömungskanals verbindet,
eine Bohrung sein. Diese als Durchgangsbohrung durch die Lagerschale
ausgeführte Öffnung sowie an der Innenoberfläche
und/oder der Außenoberfläche der Lagerschale vorhandene
Ausnehmungen bilden in vorteilhafter Weise gemeinsame Bestandteile
eines Schmiermittelkanalsystems der Lagerschale und stellen somit Schmiermittelnuten
dar. Durch dieses Schmiermittelkanalsystem wird die Verteilung des
Schmiermittels innerhalb der Gelenkeinheit optimiert und ein Abriss des
Schmierfilms dauerhaft und wirksam verhindert. Das Schmiermittel
befindet sich innerhalb der bewegten Gelenkeinheit in einem permanenten
Umlauf, der aus der Bewegung der relativ zueinander bewegbaren Bauteile,
insbesondere aus einer auf die Längsachse des nicht ausgelenkten
Gelenkzapfens bezogenen, also axialen Relativbewegung, herrührt. Dadurch
werden die verschiedenen Lagerabschnitte ständig mit frischem
Schmiermittel versorgt. Das in dem Schmiermittelkanalsystem vorhandene Schmiermittel
wird zudem auch während der Stillstandszeiten der Gelenkeinheit
nicht aus den zu schmierenden Bereichen herausgepresst und steht somit
jederzeit zur Verfügung.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung wird darüber hinaus vorgeschlagen,
dass die Gelenkeinheit in dem Gehäuse oder als Bestandteil
der Lagerschale wenigstens ein Schmiermittelreservoir aufweist.
Im einfachsten Fall kann die Umsetzung dieser weiterführenden
Lösung der Erfindung dadurch realisiert werden, dass ohnehin
im Gehäuse vorhandene Hohlräume als Schmiermittelreservoire
Verwendung finden. Durch die in der Lagerschale vorhandenen Ausnehmungen
ist hierbei lediglich sicherzustellen, dass eine strömungsleitende
Verbindung zwischen diesen Schmiermittelreservoiren und den Ausnehmungen
besteht. Das infolge der Relativbewegungen der Bauteile in einen
Fluss versetzte Schmiermittel wird über die Ausnehmungen
und die in der Lagerschale vorhandenen Öffnungen gepumpt.
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Ebenso
wie in dem Gehäuse vorhandene Hohlräume als Schmiermittelreservoir
dienen können, ist es auch möglich, in der Lagerschale
zusätzliche Hohlräume vorzusehen, in die in der
Gelenkeinheit benötigtes Schmiermittel eingebracht werden kann,
das dann in der zuvor beschriebenen Weise mit den Ausnehmungen und Öffnungen,
also dem Schmiermittelkanalsystem verbunden wird.
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Um
den beschriebenen Lösungsgedanken eines permanenten Fließverhaltens
des Schmiermittels innerhalb der Gelenkeinheit umzusetzen, wird darüber
hinaus vorgeschlagen, dass das Schmiermittelkanalsystem mit dem
Schmiermittelreservoir verbunden ist, wie dies zuvor bereits erläutert
wurde.
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Die
Erfinder haben bei der erfindungsgemäßen Lösung
eine weitere, sehr vorteilhafte Wirkung festgestellt. Anhand umfangreicher
Versuche konnte ermittelt werden, dass es in vielen Gelenkeinheiten ein
Problem darstellt, wenn bei der Montage der Gelenkeinheit Lufteinschlüsse
in dem Schmiermittel vorhanden sind. Es besteht nämlich
die Gefahr, dass zwischen den Oberflächen des Lagerabschnittes
des Gelenkzapfens und der diesem zugewandten Innenoberfläche
der Lagerschale Luftvolumina im Schmiermittel vorhanden sind. Bei
einer Relativbewegung dieser Bauteile kann der Fall eintreten, dass diese
mikroskopisch kleinen Luftvolumina eingeschlossen und derart komprimiert
werden, dass es zu einer Art Mikroexplosion in dem Kontaktbereich kommt,
in deren Folge die Luft entweicht und dadurch freigesetzt wird.
Durch die damit einhergehende Kraftwirkung auf die Lagerschale und
den Lagerabschnitt des Gelenkzapfens sind, über die Lebensdauer
einer derartigen Gelenkeinheit betrachtet, vorzeitiger Verschleiß und
damit die Gefahr der Zerstörung dieser Gelenkbauteile gegeben.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann
auch diesem Phänomen wirksam begegnet werden. Eingeschlossene Luftvolumina,
die innerhalb des Schmiermittels vorhanden sein können,
werden durch das Schmiermittelkanalsystem abtransportiert. Somit
weist das Schmiermittelkanalsystem eine Entlüftungsfunktion für
die Gelenkeinheit auf.
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Eine
besonders einfache Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen
Gelenkeinheit besteht darin, dass die Lagerschale oder das Gehäuse zumindest
einen membranartigen, über einen geringen elastisch verformbaren
Querschnitt verfügenden Abschnitt aufweist. Dieser Abschnitt
kann als ein zu öffnender Verschluss für einen
durch den Abschnitt verschlossenen Teil des Schmiermittelreservoirs
dienen. Durch den membranartigen Abschnitt wird folglich ein Schmiermittelreservoir
zumindest zeitweise verschlossen. Das in diesem Schmiermittelreservoir vorhandene
Schmiermittel steht zur Verfügung, wenn die Gelenkbauteile
relativ zueinander bewegt werden. In diesem Fall vollzieht der membranartige, elastisch
verformbare Abschnitt eine Öffnungsbewegung und gibt das
in dem Schmiermittelreservoir vorhandene Schmiermittel an die sich
relativ zueinander bewegenden Bauteile ab. Der membranartige, elastisch
verformbare Abschnitt hat somit eine Art Ventilfunktion.
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Entsprechend
einer Ausgestaltung der Erfindung können in der Gelenkeinheit
und/oder der Lagerschale elastisch nachgiebige Einlagen vorhanden sein.
Diese elastisch nachgiebigen Einlagen ermöglichen eine
kontrollierte Ausweichbewegung der Bauteile der Gelenkeinheit. Damit
können vorzeitiger Verschließ und gegebenenfalls
auch eine Zerstörung der Gelenkeinheit wirksam vermieden
werden. Zudem konnten wesentliche Verbesserungen der Lagerungseigenschaften
festgestellt werden.
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Die
Einlagen können aus einem Elastomerwerkstoff bestehen und
beispielsweise als einfache, kostengünstige Rundringelemente
in einen Freiraum zwischen Gehäuse und Lagerschalenaußeroberfläche
lose eingelegt sein. Damit ist auch die mit der Einbringung der
Einlagen erforderliche Montage erheblich vereinfacht.
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Eine
andere Variante, die Einlagen in der Gelenkeinheit vorzusehen, besteht
darin, dass diese aus einem durch Erwärmung in den flüssigen
Zustand überführbaren Werkstoff bestehen und an
die Lagerschale und/oder das Gehäuse anvulkanisiert oder
angespritzt sind. Somit können die elastische Eigenschaften
aufweisenden Einlagen bereits bei der Fertigung der Lagerschale
beziehungsweise des Gehäuses erzeugt werden und ein nachfolgender
Montageaufwand kann damit gänzlich entfallen. Der Aufbau
einer Gelenkeinheit mit derartigen Einlagen vereinfacht sich damit
in erheblichem Maße.
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In
an sich bekannter Weise kann auch eine Lagerschale, wie sie in einer
erfindungsgemäßen Gelenkeinheit zum Einsatz kommt,
aus einem elastisch verformbaren Kunststoff bestehen.
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Ferner
liegt die Möglichkeit im Bereich des Erfindungsgedankens,
die Lagerschale mehrteilig auszubilden.
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Eine
spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Gelenkeinheit besteht darin, dass die Gelenkeinheit ein Kugelgelenk
für ein Kraftfahrzeug und der Lagerabschnitt des Gelenkzapfens eine
Gelenkkugel ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Schmierung einer
Gelenkeinheit besteht darin, dass die eine elastische Verformbarkeit
aufweisende oder nachgiebig gelagerte Lagerschale während
der Relativbewegung des Gelenkzapfens eine Pumpwirkung erzeugt,
die eine Verteilung des Schmiermittels über das Schmiermittelkanalsystem
ermöglicht.
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In
einem bevorzugten Verfahrensschritt erfolgt eine axiale Relativbewegung
der zueinander bewegbaren Bauteile, sodass die eine elastische Verformbarkeit
aufweisende oder nachgiebig gelagerte Lagerschale in Folge einer
in Richtung der Längsachse des nicht ausgelenkten Gelenkzapfens
orientierten Relativbewegung eine Pumpwirkung erzeugt, die eine
Verteilung des Schmiermittels über das Schmiermittelkanalsystem
ermöglicht.
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Wie
bereits erläutert wurde, kann durch die Relativbewegung
der Bauteile der Gelenkeinheit eine Pumpwirkung erzeugt werden,
die für einen permanenten Umlauf des Schmiermittels innerhalb
der Gelenkeinheit sorgt. Damit werden die bewegbaren Gelenkbauteile
ohne Unterbrechungen mit dem für die Schmierung erforderlichen
Schmiermittel versorgt. Da das Schmiermittel einem Umlauf unterliegt,
wird stets frisches Schmiermittel in die Kontaktbereiche gefördert.
Die Lebensdauer derartig ausgestatteter Gelenkeinheiten ist im Vergleich
zu bekannten Ausführungen wesentlich verlängert.
Zudem kann auch die Entlüftungsfunktion der Gelenkeinheit
durch die Pumpwirkung entscheidend verbessert werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele
stellen keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten
dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung des Prinzips der
Erfindung. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise
veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark
vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für
die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile oder Elemente verzichtet
wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile oder
Elemente bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht
vorhanden sind.
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Es
zeigen:
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1:
einen Querschnitt durch eine als Kugelgelenk ausgeführte
Gelenkeinheit,
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2:
die Ansicht in Richtung des Pfeils II aus 1 auf eine
Lagerschale als räumliche Einzelteildarstellung,
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3:
eine Ansicht gemäß dem Pfeil III aus 1 auf
eine Lagerschale in räumlicher Darstellung und als Einzelteil,
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4:
ausschnittsweise eine vereinfachte Darstellung einer weiteren Ausführungsform
für eine als Kugelgelenk ausgeführte, erfindungsgemäße
Gelenkeinheit und
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5:
eine dritte Variante einer möglichen Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Gelenkeinheit.
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Das
in der 1 als vereinfachte Ausführungsform gezeigte
Kugelgelenk stellt eine erfindungsgemäße Gelenkeinheit
für ein Kraftfahrzeug dar, das aus einem Gehäuse 1 besteht,
in dem drehbar und schwenkbar ein Gelenkzapfen 2 gelagert
ist. Der Gelenkzapfen 2 verfügt hierzu an seinem
in dem Gehäuse 1 gelagerten Abschnitt über
einen als Gelenkkugel ausgebildeten Lagerabschnitt 3. Zwischen dem
Lagerabschnitt 3 und dem Gehäuse 1 befindet sich
eine Lagerschale 4, die vorliegend aus einem Kunststoff
mit begrenzter Elastizität hergestellt ist. Die Lagerschale 4 verfügt
sowohl in ihrer Außenoberfläche 5 als
auch in ihrer Innenoberfläche 6 über
Ausnehmungen 7 beziehungsweise 9, welche im Zusammenhang
mit den nachfolgenden Figuren noch näher beschrieben werden.
Diese Ausnehmungen 7, 9 sind Bestandteile eines
Schmiermittelkanalsystems, wobei die Ausnehmungen 7 in
der Innenoberfläche 6 der Lagerschale 4 jeweils über
mehrere Öffnungen 8 mit den Ausnehmungen 9 in
der Außenoberfläche 5 der Lagerschale 4 in
Verbindung stehen. Die Öffnungen 8 sind als die
Lagerschale vollständig durchdringende Bohrungen ausgeführt.
Im unteren Teil des Gehäuses 1 weist dieses ein
Schmiermittelreservoir 11 auf. Darüber hinaus
verfügt auch die Lagerschale 4 in ihrem unteren
Bereich über ein Schmiermittelreservoir 10. In
diese Schmiermittelreservoire 10, 11 ist ein Schmiermittel
eingebracht. Da je nach Auslegung der Gelenkeinheit Relativbewegungen
zwischen den Bauteilen möglich sind, kann beispielsweise
der Gelenkzapfen 2 in der Lagerschale 4 eine Rotationsbewegung
oder eine Kippbewegung um seine in den 4 und 5 dargestellte,
jedoch nicht näher bezeichnete Längsachse vollziehen.
Darüber hinaus besteht auf Grund der begrenzten Elastizität
der Lagerschale 4 die Möglichkeit, einer geringfügigen
Beweglichkeit des Gelenkzapfens 2 in Relation zum Gehäuse 1. Über
das Schmiermittelkanalsystem kann das Schmiermittel infolge einer
durch diese Relativbewegung der zueinander bewegbaren Bauteile sich ausbildenden
Pumpwirkung in sämtliche Kontaktbereiche zwischen dem Lagerabschnitt 3 und
der Lagerschale 4 gefördert werden, so dass hier
eine permanente Versorgung dieser Kontaktbereiche mit Schmiermittel
gegeben ist und dadurch die Reibung innerhalb der Gelenkeinheit
reduziert wird. Zur Abdichtung der relativ zueinander bewegbaren
Gelenkbauteile dient ein an der Außenseite des Gehäuses 1 mittels
eines Spannringes 17 befestigter Dichtungsbalg 14.
Innerhalb des Dichtungsbalges 14 wird ferner Schmiermittel
als Vorrat für die Gelenkschmierung vorgesehen. Die in
der 1 im Schnitt gezeigte, als Kugelgelenk ausgeführte
Gelenkeinheit weist die Besonderheit auf, dass die Lagerschale 4 durch ein
Oberteil 16, welches einen Bestandteil der mehrteiligen
Lagerschale 4 bildet, sowie durch einen Haltering 15 in
dem Gehäuse 1 fixiert ist. Die axiale Fixierung
der Gelenkbauteile erfolgt durch Umformung eines Gehäuseabschnittes,
so dass der Haltering 15 in dem Gehäuse 1 festgelegt
wird.
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In
der 2 ist als Einzelteil eine räumliche Ansicht
einer Lagerschale 4, entsprechend der Pfeilrichtung II
in 1, gezeigt. Die Darstellung in 2 entspricht
der Ansicht der Lagerschale 4 auf deren Außenoberfläche 5.
In der Außenoberfläche 5 sind Ausnehmungen 9 vorhanden,
die in Öffnungen 8 übergehen. Die als
Bohrungen ausgeführten Öffnungen 8 durchdringen
die Lagerschale 4 vollständig. Sowohl die Ausnehmungen 9 als
auch die Öffnungen 8 sind Bestandteile eines Schmiermittelkanalsystems,
welches in die in der Lagerschale sowie im Gehäuse vorhandenen
Schmiermittelreservoire 10, 11 mündet.
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Die
in der 3 gezeigte Ansicht entspricht dem Pfeil III in 1 und
stellt einen Blick in die Lagerschale 4 als Einzelteil
dar. Die in der 3 erkennbare Innenoberfläche 6 der
Lagerschale 4 verfügt in ähnlicher Weise
wie die Außenoberfläche 5 über
Ausnehmungen 7 und Öffnungen 8 innerhalb der
Ausnehmungen 7, wobei die Öffnungen 8 in
der zuvor bereits beschriebenen Weise als Durchgangsbohrungen die
Lagerschale 4 vollständig durchdringen und zusammen
mit den korrespondierenden Ausnehmungen 9 in der Außenoberfläche 5 der
Lagerschale insgesamt ein Schmiermittelkanalsystem bilden. Die Ausnehmungen 7 in
der Innenoberfläche der Lagerschale 4 münden
ebenfalls in ein in der Lagerschale 4 vorhandenes Schmiermittelreservoir 10.
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Eine
besonders einfache Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen
Lösung besteht in der Ausführung entsprechend
der Darstellung in 4. Hier ist in das Gehäuse 1 der
als Kugelgelenk ausgeführten Gelenkeinheit eine Lagerschale 4 in
einteiliger Ausführung eingesetzt. Ein Schmiermittelreservoir 10 befindet
sich bei dieser Lösung direkt in der Lagerschale 4.
Dieses ist als nutförmige Ausnehmung in die Lagerschale 4 eingeformt.
Im Kontaktbereich zwischen dem kugelförmigen Lagerabschnitt 3 des
Gelenkzapfens 2 und der Lagerschale 4 ist eine das
Schmiermittelreservoir 10 verschließende Membran 12 als
elastisch verformbarer Abschnitt mit einem sehr geringen Querschnitt
vorhanden. Durch die Relativbewegung des Lagerabschnittes 3 relativ
zur Lagerschale 4 wird eine Bewegung dieses Abschnittes 12 ermöglicht,
so dass das hinter dem Abschnitt 12 vorhandenes Schmiermittel
aus dem Schmiermittelreservoir 10 in den Kontaktbereich
zwischen Lagerabschnitt 3 und Gehäuse 1 gepumpt
wird. Es bedarf keiner besonderen Erwähnung, dass auch
bei einer Ausführung, wie sie in der 4 gezeigt
ist, ein Schmiermittelkanalsystem vorhanden ist, das aus den bereits
zuvor beschriebenen Ausnehmungen 7 und 9 sowie
den diese verbindenden Öffnungen 8 in Form von
Durchgangsbohrungen besteht. Das Schmiermittelkanalsystem ist in
der 4 aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.
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Eine ähnliche
Variante dieser in 4 dargestellten Ausführungsform
ist ebenso für eine unmittelbare Lagerung des Lagerabschnittes 3 im
Gehäuse 1 möglich, wobei in diesem Fall
das Schmiermittelreservoir 11 in einem Hohlraum des Gehäuses 1 untergebracht
und der Abschnitt 12 unmittelbar als Bestandteil des Gehäuses 1 an
dieses angeformt wäre. Insofern ist die Darstellung in 4 nur
beispielhaft für die Bauteilpaarung Lagerabschnitt 3 und
Lagerschale 4 zu sehen. Eine analoge Ausführung
besteht in der Bauteilpaarung Lagerabschnitt 3 und Gehäuse 1,
wobei in diesem Fall die Lagerschale 4 entfällt
und das Schmiermittelkanalsystem unmittelbar in die Gehäuseinnenoberfläche
eingelassen wäre.
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In
der 5 ist eine dritte Variante einer möglichen
Ausführungsform für eine erfindungsgemäße
Gelenkeinheit gezeigt. Diese weist als Besonderheit ebenfalls eine
einteilige Lagerschale 4 auf, welche, die bereits im Zusammenhang
mit der 1 erläutert wurde,
durch einen Haltering 15 und einen umgeformten Teilbereich
des Gehäuses 1 innerhalb des Gehäuses 1 gelagert
ist. Die Lagerschale 4 nimmt den kugelförmigen
Lagerabschnitt 3 des Gelenkzapfens 2 beweglich
auf, sodass zwischen diesen Bauteilen eine Relativbewegung möglich
ist. Bei der Ausführung in 5 sind bezogen
auf die Längsachse des Gelenkzapfens 2 in radialer
und axialer Richtung jeweils mehrere, über den Umfang der
Lagerschale 4 verteilt angeordnete und als Durchgangsbohrungen
gestaltete Öffnungen 8 vorhanden. Diese sind in
der bereits beschriebenen Weise Bestandteile eines Schmiermittelkanalsystems,
wobei in der 5 aus Gründen der Vereinfachung
die vorhandenen Ausnehmungen 7, 9 in der Lagerschale 4 lediglich
nicht dargestellt sind. Im unteren Teil der Lagerschale 4 ist
auch bei dieser Ausführungsform in der Lagerschale 4 ein
Schmiermittelreservoir 10 und im Gehäuse 1 ein
Schmiermittelreservoir 11 vorhanden. Die Lagerschale 4 ist
hierbei bezogen auf die Längsachse des nicht ausgelenkten
Gelenkzapfens 2 in axialer Richtung geringfügig
nachgiebig ausgeführt. Die axiale Nachgiebigkeit kann neben
der Eigenelastizität der Lagerschale 4 dadurch
verbessert werden, dass zwischen Gehäuse 1 und
Lagerschale 4, also wie dargestellt, im unteren Bereich
der Lagerschale 4 eine Einlage 13 aus einem Elastomerwerkstoff
vorgesehen wird. Im vorliegenden Fall besteht diese Einlage 13 aus
einem in das Gehäuse 1 eingebrachten Dämpferelement
aus Gummi. Bei einer axialen Druckkraft, welche über den
Gelenkzapfen 2 auf die Lagerschale 4 ausgeübt
wird, wird die Einlage 13 zusammengepresst und ermöglicht
somit eine Ausweichbewegung der Lagerschale 4, ohne dass
diese dadurch zerstört wird. Eine weitere positive Wirkung einer
derartigen Ausführungsform besteht darin, dass hiermit
die Pumpwirkung des Schmiermittels innerhalb des Schmiermittelkanalsystems
in entscheidendem Maße verbessert werden kann, weil die Elastizität
der Gelenkbauteile insgesamt größer ist als bei
anderen Ausführungsformen derartiger Gelenkeinheiten. Hierbei
sind folglich Relativbewegungen des Gelenkzapfens 2 zur
Lagerschale 4 ebenso möglich, wie Relativbewegungen
der Lagerschale 4 zum Gehäuse 1.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Gelenkzapfen
- 3
- Lagerabschnitt
- 4
- Lagerschale
- 5
- Außenoberfläche
- 6
- Innenoberfläche
- 7
- Ausnehmung
(an der Innenoberfläche der Lagerschale)
- 8
- Öffnung
- 9
- Ausnehmung
(an der Außenoberfläche der Lagerschale)
- 10
- Schmiermittelreservoir
(in der Lagerschale)
- 11
- Schmiermittelreservoir
(im Gehäuse)
- 12
- Abschnitt
- 13
- Einlage
- 14
- Dichtungsbalg
- 15
- Haltering
- 16
- Oberteil
(der Lagerschale)
- 17
- Spannring
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4419954
A1 [0002, 0003]