DE19847842B4

DE19847842B4 - Kugelverbindung

Info

Publication number: DE19847842B4
Application number: DE19847842A
Authority: DE
Inventors: Brian A. Rochester Hills Urbach
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2018-10-17
Also published as: JP3030289B2; JPH11201137A; DE19847842A1; CA2251421C; CA2251421A1; US5931597A

Abstract

Kugelverbindung (10) zur Verbindung zwischen relativ beweglichen ersten und zweiten Teilen (12, 14/16), wobei die Kugelverbindung (10) folgendes aufweist:
einen Kugelstummel (20) mit einem mittigen Kugelteil (24) und einem Paar von Stummelteilen (40, 42), die sich in diametral entgegengesetzten Richtungen von dem mittigen Kugelteil (24) erstrecken, wobei die Stummelteile (40,42) und der mittige Kugelteil (24) einen zentralen oder
Mitteldurchlaß (54) aufweisen zentriert auf einer Mittelachse (22) des Kugelstummels (20) und sich axial durch die Stummelteile (40, 42) und den mittigen Kugelteil (24) erstreckend;
Befestigungsmittel (260), die sich durch den Mitteldurchlaß (54) erstrecken, um den Kugelstummel (20) an mindestens einem der ersten und zweiten Teile zu befestigen oder anzubringen;
ein Gehäuse (60), welches den Mittelkugelteil (24) umschließt und entgegengesetzt liegende Öffnungen (74, 88) aufweist, durch die sich die entsprechenden Stummelteile erstrecken;
erste und zweite im wesentlichen identische Lager (100, 130) für den Mittelkugelteil (24) zum Tragen...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kugelverbindung für ein Lenk- oder Aufhängungssystem für ein Motorfahrzeug.
Kugelverbindungen sehen eine gelenkige Verbindung zwischen zwei relativ beweglichen Teilen vor. Kugelverbindungen werden üblicherweise in Lenksystemen für Motorfahrzeuge verwendet und auch in Aufhängungssystemen für Motorfahrzeuge.

Eine typische Kugelverbindung umfaßt einen Kugelstummel mit einem kugelförmigen Kugelende und einem Sockelglied mit einem sphärischen oder kugelförmigen Sockel. Ein Lagerglied in dem Sockel nimmt das Kugelende auf und trägt das Kugelende für eine Dreh- und Schwenkbewegung. Die Kugelverbindung wird normalerweise mit Fett geschmiert, um eine Relativbewegung mit niedriger Reibung zwischen Kugelende und Sockelglied vorzusehen. Eine oder mehrere Dichtungen werden dann außen an der Kugelverbindung befestigt, um das Fett innerhalb der Verbindung zu halten und um das Eintreten von Verunreinigungen, wie beispielsweise Schmutz, zu verhindern, die eine Schädigung der Verbindung hervorrufen könnten.

Aus der JP 2-195 013 (A) ist eine Kugelverbindung zum Verbessern der Abdichtfähigkeit bekannt. Dies wird erreicht durch die Anordnung eines weit offenen Flansches, der Teil-einer Staubabdeckung ist. Die Abdeckung weist einen Verstärkungsring auf, der in eine Seite des Innenumfangs des Gehäuses eingebettet ist. Der Ring wird an einem Ende des Gehäuses durch ein kreisförmiges Abdichtteil befestigt, und somit wird der Zusammenhalt der Abdeckung erleichtert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Kugelverbindung sicher abzudichten um einerseits das Schmierfett innerhalb der Verbindung zu halten und andererseits das Eintreten von Verunreinigungen zu verhindern.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zusammenfassung der Erfindung.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Kugelverbindung vor, und zwar für die Verbindung zwischen relativ beweglichen ersten und zweiten Teilen. Die Kugelverbindung umfaßt einen Kugelstummel mit einem mittigen Kugelteil und ein Paar von Stummelteilen, die sich diametral in entgegengesetzten Richtungen von dem Mittelkugelteil aus erstrecken. Die Stummelteile und der Mittelkugelteil besitzen eine auf einer Mittelachse des Kugelstummels zentrierte Mittelachse und erstreckt sich radial durch die Stummelteile und den mittigen Kugelteil. Befestigungsmittel erstrecken sich durch den Mitteldurchlaß, um den Kugelstummel an mindestens einem der ersten und zweiten Teile zu befestigen.

Ein Gehäuse umschließt den mittleren Kugelteil und besitzt entgegengesetzt liegende Öffnungen, durch die die entsprechenden Stummelteile sich erstrecken. Erste und zweite Lager für den mittleren Kugelteil tragen den mittleren Kugelteil im Gehäuse zur Bewegung relativ zum Gehäuse. Erste und zweite Dichtungen schließen entgegengesetzt liegende Öffnungen des Gehäuses ab. Die ersten und zweiten Dichtungen besitzen erste Dichtoberflächen, die mit dem Gehäuse in Eingriff stehen, und zwar um die entsprechenden entgegengesetzt liegenden Öffnungen herum und zweite Dichtoberflächen, die mit entsprechenden Stummelteilen um die Stummelteile herum in Eingriff stehen.

Die erste Dichtung besitzt einen Federring, der die zweite Dichtoberfläche gegen den Stummelteil vorspannt. Der Federring ist in das Material der ersten Dichtung eingeformt, vorzugsweise eingespritzt. Die erste Dichtung besitzt ferner einen Metallring. Das Dichtmaterial der ersten Dichtung umgibt den Metallring. Das Gehäuse besitzt einen Teil, der eine Klemmwirkung auf das Dichtmaterial der ersten Dichtung ausübt, die über dem Metall ring liegt und drückt den Metallring axial zum ersten Lager hin.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich auf der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
1 einen Schnitt einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Kugelverbindung;
2 eine Ansicht längs der Linie 2-2 der 1;
3 eine teilweise geschnittene Explosionsansicht von Teilen der Kugelverbindung gemäß 1;
und
4 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Kugelverbindung gemäß 1.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Kugelverbindung 10 ist in 1 dargestellt. Die Kugelverbindung 10 verbindet relativ bewegliche Teile, wie beispielsweise ein Aufhängungsgelenk 12 und parallele Flansche 14 und 16 des Fahrzeugrahmens. Die Kugelverbindung 10 weist einen Metallkugelstummel 20 zentriert auf einer Achse 22 auf. Der Kugelstummel weist einen mittigen Kugelteil 24 (3) auf. Der mittlere Kugelteil 24 besitzt eine im wesentlichen sphärische Außenoberfläche 26 zentriert auf einem Schwenkzentrum oder einem Schwenkmittelpunkt 28. Der mittige Kugelteil 24 besitzt eine Mittellinie 30, die sich senkrecht zur Achse 22 erstreckt. Der Schwenkmittel punkt 28 ist auf der Achse 22 am Schnitt der Achse und der Mittellinie 30 angeordnet.
Der Kugelstummel 20 weist erste und zweite Stummelteile 40 und 42 auf, die sich von dem Mittelteil 24 in diametral entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Die ersten und zweiten Stummelteile 40, 42 sind auf der Achse 22 zentriert. Der erste Stummelteil 40 besitzt eine zylindrische Außenoberfläche 44 und eine planare oder ebene Endoberfläche 46, die senkrecht zur Achse 22 verläuft. Der Stummelteil 42 besitzt eine zylindrische Außenoberfläche 48 und eine planare oder ebene Endoberfläche 50, die senkrecht zur Achse 22 verläuft.
Der Kugelstummel 20 weist eine zylindrische Innenoberfläche 52 auf, die einen Mitteldurchlaß 54 durch den Kugelstummel definiert. Der Mitteldurchlaß 54 ist auf der Achse 22 zentriert. Der Mitteldurchlaß 54 erstreckt sich von der planaren oder ebenen Endoberfläche des ersten Stummelteils 40 des Kugelstummels 20 durch den mittigen Kugelteil 24 zu der ebenen Endoberfläche 50 des zweiten Stummelteils 42.
Die Kugelverbindung 10 weist ferner ein starres Metallgehäuse 60 zentriert auf der Achse 22 auf. Das Gehäuse 60 besitzt parallele zylindrische Innen- und Außenseitenoberflächen 62 bzw. 64. Ein erster Endteil 66 des Gehäuses 60 weist einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 68 auf. Der Flansch 68 besitzt eine sich radial erstreckende erste Oberfläche 70 und eine sich axial erstreckende zweite Oberfläche 72. Die zweite Oberfläche 72 im ersten Endteil 66 des Gehäuses 60 definiert eine erste Öffnung 74 im Gehäuse.
Ein zweiter Endteil 80 des Gehäuses 60 weist einen krimpbaren Flansch 82 auf, der eine gekrimpte Position und eine nicht gekrimpte Position besitzt. Der krimpbare Flansch 82 erstreckt sich axial in seiner nicht gekrimpten Position gemäß 2. In seiner gekrimpten Position gemäß 1 besitzt der Flansch 82 einen ersten Oberflächenteil 84, der sich im allgemeinen radial nach innen erstreckt, und einen zweiten Oberflächenteil 86, der sich im allgemeinen axial erstreckt. In der gekrimpten Position definiert der zweite Oberflächenteil 86 des Flansches 82 im zweiten Endteil 80 des Gehäuses 60 eine zweite Öffnung 88 (1) im Gehäuse.
Die Kugelverbindung 10 weist erste und zweite Lager 100 und 130 auf, um den Mittelkugelteil 24 des Kugelstummels 20 im Gehäuse 60 zur Relativbewegung gegenüber dem Gehäuse zu tragen. Die Lager 100, 130 sind aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt, vorzugsweise sind sie durch Spritzguß eines Kunststoffs der Marke Delrin hergestellt, der von der Firma E. I. DuPont de Nemours & Co. verfügbar ist. Die ersten und zweiten Lager 100, 130 sind ringförmig und auf der Achse 22 zentriert.
Das erste Lager 100 besitzt erste und zweite Endteile 102 und 104 (3). Die zylindrische Außenoberfläche 105 und eine im ganzen halbkugelförmige Innenoberfläche 108 erstreckt sich zwischen den Endteilen 102 und 104 des ersten Lagers 100. Der erste Endteil 102 besitzt eine erste Oberfläche 110, die sich radial von der Innenoberfläche 108 des ersten Lagers 100 zu der Außenoberfläche 106 erstreckt. Eine erste Öffnung 112 im ersten Lager 100 wird durch den Schnitt der ersten Oberfläche 110 und der Innenoberfläche 108 definiert.
Der zweite Endteil 104 des ersten Lagers 100 besitzt eine zweite Oberfläche 116, die sich radial nach innen gegenüber der Außenoberfläche 106 zu einer dritten Oberfläche 118 erstreckt, die sich axial erstreckt und die parallel zur Außenoberfläche 106 verläuft. Eine vierte Oberfläche 120 im zweiten Endteil 104 erstreckt sich bogenförmig mit annähernd der gleichen Krümmung, wie die Innenoberfläche 108 und schneidet die dritte Oberfläche 118, um eine im ganzen V-förmige Ringnut 122 im zweiten Endteil des ersten Lagers 100 zu bilden. Die V-förmige Nut 122 im Lager 100 dient als Reservoir für das Schmiermittel, wie beispielsweise Fett, für die Kugelverbindung 10.
Eine fünfte Oberfläche 124 erstreckt sich axial zwischen der vierten Oberfläche 120 und der Innenoberfläche 108 des ersten Lagers 108. Die fünfte Oberfläche 124 definiert eine zweite Öffnung 126 im ersten Lager 100. Der Durchmesser der zweiten Öffnung 126 im zweiten Endteil 104 des ersten Lagers 102 ist kleiner als der Durchmesser der ersten Öffnung 112 im ersten Endteil 102 des ersten Lagers.
Das zweite Lager 130 ist in seinem Aufbau und seiner Konstruktion identisch zu dem ersten Lager 100. Das zweite Lager 130 besitzt erste und zweite Endteile 132 und 134.
Eine zylindrische Außenoberfläche 136 und eine im allgemeinen halbkugelförmige Innenoberfläche 138 erstrecken sich zwischen den Endteilen 132 und 134 des zweiten Lagers 130. Der erste Endteil 132 besitzt eine erste Oberfläche 140, die sich radial von der Innenoberfläche 138 des zweiten Lagers 130 zur Außenoberfläche 136 erstreckt. Eine erste Öffnung 142 im zweiten Lager 130 wird durch den Schnitt der ersten Oberfläche 140 und der Innenoberfläche 138 definiert.
Der zweite Endteil 134 des zweiten Lagers 130 besitzt eine zweite Oberfläche 146, die sich radial nach Innen von der Außenoberfläche 136 zu einer dritten Oberfläche 148 erstreckt, die sich axial erstreckt und parallel verläuft zu der Außenoberfläche 136. Eine vierte Oberfläche 150 in dem zweiten Endteil 134 erstreckt sich bogenförmig mit annähernd der gleichen Krümmung wie die Innenoberfläche 138 und schneidet die dritte Oberfläche 148 zur Bildung einer im ganzen V-förmigen ringförmigen Nut 152 im zweiten Endteil des zweiten Lagers. Die V-förmige Nut 152 im Lager 130 dient als ein Reservoir für Fett zum Schmieren des Kugelgelenks oder der Kugelverbindung 10.
Eine fünfte Oberfläche 154 erstreckt sich axial zwischen der vierten Oberfläche 150 und der Innenoberfläche 138 des zweiten Lagers 130. Die fünfte Oberfläche 154 definiert eine zweite Öffnung 156 in dem zweiten Lager 130. Die Kugelverbindung 10 weist erste und zweite Dichtungen 170 und 200, um die ersten und zweiten Öffnungen 74 bzw. 88 im Gehäuse 60 abzuschließen und abzudichten. Die ersten und zweiten Dichtungen 170 und 200 sind ringförmig und sind auf der Achse 22 zentriert. Die Dichtungen 170 und 200 sind vorzugsweise aus einem geeigneten Elastomermaterial hergestellt, könnten aber auch aus anderen bekannten Materialien hergestellt sein.
Die erste Dichtung 170 weist einen Stummelabdichtteil 172 und einen Lagerabdichtteil 174, die durch einen Verbindungsteil 176 (3 und 4) verbunden sind. Der Stummelabdichtteil 172 weist eine sich axial erstreckende Oberfläche 178 auf, die einen Durchlaß 180 definiert, und zwar zur Aufnahme des ersten Stummelteils 40 des Kugelstummels 30. Ein S-förmiger Federring 182 ist in den Stummeldichtteil 172 der ersten Dichtung 170 eingespritzt und in dem Stummeldichtteil 172 eingebettet. Der Federring 182 übt eine radial nach innen gerichtete Vorspannkraft auf den Stummelabdichtteil 172 der ersten Dichtung 170 aus.
Der Lagerdichtteil 174 weist erste und zweite Oberflächen 184, 186 auf, die sich radial erstrecken und ferner dritte und vierte Oberflächen 188 und 190, die sich axial erstrecken. Der Verbinderteil 174 der ersten Dichtung 170 verbindet die zweite Oberfläche 186 des Lagerdichtteils 174.
Ein ringförmiger Metallhaltering 192 ist in den Lagerabdichtteil 174 der ersten Dichtung 170 eingespritzt oder eingeformt. Der Haltering 192 ist im allgemeinen im Querschnitt quadratisch und ist an allen vier Seiten durch Elastomermaterial des Lagerdichtteils 174 umgeben.
Die zweite Dichtung 200 ist in ihrem Aufbau identisch zur ersten Dichtung 170. Die zweite Dichtung weist somit einen Stummelabdichtteil 202 und einen Lagerabdichtteil 204 auf, die durch einen Verbindungsteil 206 verbunden sind. Der Stummelabdichtteil 202 weist eine sich axial erstreckende Oberfläche 208 auf, die einen Durchlaß 210 definiert, und zwar zur Aufnahme des zweiten Stummelteils 42 des Kugelstummels 20. Ein S-förmiger Federring 212 ist in den Stummelabdichtteil 202 der zweiten Dichtung 200 eingespritzt, also einspritzgeformt, und ist in dem Stummeldichtteil 202 eingebettet. Der Federring 212 übt eine radial nach innen gerichtete Vorspannkraft auf den Stummeldichtteil 202 der zweiten Dichtung 200 aus.
Der Lagerdichtteil 204 weist erste und zweite Oberflächen 214 und 216 auf, die sich radial erstrecken, und ferner dritte und vierte Oberflächen 218 und 220, die sich axial erstrecken. Der Verbinderteil 206 der zweiten Dichtung 200 stellt die Verbindung her mit der zweiten Oberfläche 216 des Lagerdichtteils 204.
Ein ringförmiger Metallhalteteil 222 ist in dem Lagerdichtteil 204 der zweiten Dichtung 200 eingespritzt, also durch Einspritzen ausgebildet. Der Haltering 222 hat eine im allgemeinen quadratische Querschnittsform und ist an allen vier Seiten durch Elastomermaterial des Lagerdichtteils 204 der zweiten Dichtung 200 umgeben.
In dem zusammengebauten und installierten Zustand der Kugelverbindung 10 ist das Gehäuse in der Kugelverbindung an dem Aufhängungsgelenk oder Aufhängungsteil 12 (1 und 2) angebracht. Das Aufhängungsgelenk 12 weist eine Öffnung auf, die durch eine zylindrische Oberfläche 18 definiert wird, um die zylindrische Außenoberfläche 64 des Gehäuses 60 eng passend aufzunehmen. Das Gehäuse 60 ist an dem Gelenk zur Preßpassung und/oder Schweißen des Gehäuses in die Öffnung im Gelenk 12 befestigt. Das Gehäuse 60 kann an dem Gelenk 12 vor dem Zusammenbau der Komponenten der Kugelverbindung 10 befestigt sein oder als ein Teil einer vollständigen Kugelverbindunganordnung vorgesehen sein.
Die erste Dichtung 170 ist benachbart zu dem ersten Endteil 66 des Gehäuses 60 angeordnet. Der Stummeldichtteil 172 der ersten Dichtung 170 ragt durch die erste Öffnung 74 im ersten Endteil 66 des Gehäuses 60. Die zweite Oberfläche 186 des Lagerdichtteils 174 der ersten Dichtung 170 stößt an der ersten Oberfläche 70 des sich erstreckenden Flansches 68 am Gehäuse 60 an. Die dritte Oberfläche 188 des Lagerdichtteils 174 grenzt an die zylindrische Innenoberfläche 62 des Gehäuses 60 an.
Das erste Lager 100 ist benachbart zu der ersten Dichtung 170 in der Kugelverbindung 10 angeordnet. Die zweite Oberfläche 116 in dem zweiten Endteil 104 des ersten Lagers 100 stößt an der ersten Oberfläche 184 des Lagerdichtteils 174 der ersten Dichtung 170 an. Die zylindrische Außenoberfläche 106 des ersten Lagers 100 wird eng durch die zylindrische Innenoberfläche 62 des Gehäuses 60 aufgenommen. Die erste Oberfläche 110 im ersten Endteil 102 des ersten Lagers 100 weist zu der zweiten Öffnung 88 im Gehäuse 60 hin.
Die zweite Dichtung 200 ist benachbart zu dem zweiten Endteil 80 des Gehäuses 60 angeordnet. Der Stummeldichtteil 202 der zweiten Dichtung 200 ragt durch die zweite Öffnung 88 im zweiten Endteil 80 des Gehäuses 60. Die zweite Oberfläche 216 des Lagerdichtteils 204 der zweiten Dichtung 200 stößt an dem ersten Oberflächenteil 84 des krimpbaren Flansches 82 am Gehäuse 60 an. Die dritte Oberfläche 218 des Lagerdichtteils 204 grenzt an die zylindrische Innenoberfläche 62 des Gehäuses 60.
Das zweite Lager 130 ist benachbart zu der zweiten Dichtung 200 in der Kugelverbindung 10 angeordnet. Die zweite Oberfläche 146 im zweiten Endteil 134 des zweiten Lagers 130 stößt an der ersten Oberfläche 214 im Lagerdichtteil 204 der zweiten Dichtung 200 an. Die zylindrische Außenoberfläche 136 des zweiten Lagers 130 ist eng aufgenommen durch die zylindrische Innenoberfläche 62 des Gehäuses 60. Die erste Oberfläche 140 in dem ersten Endteil 132 des zweiten Lagers 130 weist zur ersten Endoberfläche 110 im ersten Endteil 102 des ersten Lagers 100 in der Kugelverbindung 10 hin, steht aber nicht damit in Eingriff. Auf diese Weise wird ein ringförmiger Raum 240 (1) zwischen den aufeinanderzuweisenden ersten Oberflächen 110 und 140 der ersten bzw. zweiten Lager 100 bzw. 130 gebildet oder definiert. Der Raum 240 dient als ein Reservoir für Schmiermittel oder Fett und gegebenenfalls als ein Mittel zum Absorbieren von aufeinanderfolgenden Toleranzen in der Kugelverbindung 10.
Die ersten und zweiten Lager 100 und 130 sehen zusammen Mittel vor, um den Kugelstummel 20 zu tragen, und zwar für eine Bewegung relativ zu den Lagern und zu dem Gehäuse 60. Ein Teil der sphärischen Außenoberfläche 26 des Mittelkugelteils 24 ruht gegen und wird getragen durch die Innenoberfläche 108 des ersten Lagers 100. Ein weiterer Teil der Außenoberfläche 26 des Mittelkugelteils 24 ruht gegen und wird getragen durch die Innenoberfläche 138 des zweiten Lagers 130.
Der erste Stummelteil 40 des Kugelstummels 20 erstreckt sich durch den Durchlaß 180 im Stummeldichtteil 172 der ersten Dichtung 170. Die sich axial erstreckende Oberfläche 178 im Stummeldichtteil 172 steht dichtend mit der zylindrischen Außenoberfläche 44 des ersten Stummelteils 40 in Eingriff.
Der zweite Stummelteil 42 des Kugelstummels 20 erstreckt sich durch den Durchlaß 210 im Stummeldichtteil 202 der zweiten Dichtung 200. Die sich axial erstreckende Oberfläche 208 steht dichtend in Eingriff mit der zylindrischen Außenoberfläche 48 des zweiten Stummelteils 42.
Um die Verbindung oder Zwischenverbindung des Gelenks 12 und der Flansche 14 und 16 unter Verwendung der Kugelverbindung 10 zu vervollständigen, ist der Kugelstummel 20 zwischen den Flanschen derart angeordnet, daß der Mitteldurchlaß 54 in dem Kugelstummel sich mit einer Öffnung 250 in jedem der Flansche ausrichtet. Die Endoberfläche 46 des ersten Stummelteils 40 stößt an einer sich nach innen weisenden Oberfläche 252 am Flansch 14 an. Die End oberfläche 50 des zweiten Stummelteils 42 stößt an der nach innen weisenden Oberfläche 252 am Flansch 16 an. Eine Befestigungsvorrichtung 260, wie beispielsweise eine mit Gewinde versehene Stange, wird durch die Öffnungen 250 in die Flansche 14 und 16 eingesetzt und erstreckt sich durch den Mitteldurchlaß 54 in dem Kugelstummel 20. Muttern 270 sind auf die mit Gewinde versehenen Enden der Befestigungsvorrichtung 260 aufgeschraubt, um den Kugelstummel 20 an den Flanschen 14 und 16 zu befestigen.
Im zusammengebauten, in 1 gezeigten, Zustand gestattet die Kugelverbindung 10 eine relative Drehung und/oder Verschwenkbewegung zwischen dem Gelenk 12 und den Flanschen 14 und 16. Beispielsweise gestattet die Kugelverbindung 10 dem Gelenk 20, sich um die Achse 22 des Kugelstummels 20 zu verdrehen. Ferner gestattet die Kugelverbindung 10 dem Gelenk 12 und den Flanschen 14 und 16, relativ zueinander um den Schwenkmittelpunkt 28 des Kugelstummels 20 zu schwingen oder oszillieren.
Der S-förmige Federring 182 in der ersten Dichtung 170 sieht eine hinreichende Radialvorspannung vor, um eine Dichtung gegen den ersten Stummelteil 40 des Kugelstummels 30 aufrechtzuerhalten, wobei aber gleichzeitig gestattet ist, daß der Stummelteil sich um die Achse 22 drehen kann. In ähnlicher Weise sieht der S-förmige Federring 212 in der zweiten Dichtung 200 ein ausreichende Radialvorspannung vor, um eine Dichtung gegen den zweiten Stummelteil 42 aufrechtzuerhalten, wobei aber auch eine Drehung des Stummelteils um die Achse 22 weiterhin gestattet ist.
Die Metallringe 192 und 222 in den ersten bzw. zweiten Dichtungen 170 bzw. 200 sehen einen starren Körper vor zwischen den Gehäuseflanschen 66 und 82 und den Lagern 100 und 130, der gestattet, daß die Lager in der Kugelverbindung 10 axial vorgespannt (oder vorbelastet oder unter eine Krafteinwirkung) gesetzt werden. Ferner widerstehen die Metallringe 192 und 222 in den Dichtungen 170 bzw. 200 extern, also von außen, angelegten Radiallasten oder -kräften, die die Tendenz haben, die Verbindung 10 durch Übertragung der Lasten auf das Gehäuse 60 auseinanderzuziehen. Beispielsweise wird eine Axialbelastung am Kugelstummel 20, die zu dem ersten Lager 100 übertragen wird, darauffolgend über die Anstoßoberflächen 116 und 184 zum Lagerendteil 174 der ersten Dichtung 170 übertragen. Die Last wird sodann durch die Anstoß- oder Anlageoberflächen 186 und 70 zum Gehäuse 60 übertragen.
Abwandlungen der Erfindung sind dem Fachmann gegeben.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor: Kugelverbindung 10 zur Verbindung zwischen relativ beweglichen Teilen 12, 14/16 mit einem Kugelstummel 70 mit einem Mittelkugelteil 24 und einem Paar von Stummelteilen 40, 42, die sich diametral in entgegengesetzten Richtungen von dem Mittelkugelteil erstrecken. Die Stummelteile 40, 42 und der Mittelkugelteil 24 besitzen einen Mittelduchlaß 54, der sich axial durch die Stummelteile und den Mittelkugelteil erstreckt. Eine Befestigungsvorrichtung 260 erstreckt sich durch den Mitteldurchlaß 54 zur Anbringung oder Befestigung des Kugelstummels 20 an den be weglichen Teilen 12, 14/16. Ein Gehäuse 60 umschließt den Mittelkugelteil 24 und besitzt entgegengesetzt liegende Enden 74, 88, durch die sich entsprechende Stummelteile 40, 42 erstrecken. Erste und zweite Lager 100 und 130 für den mittigen Kugelteil 24 tragen den mittigen Kugelteil im Gehäuse 60 für eine Bewegung relativ zum Gehäuse. Erste und zweite Dichtungen 170 und 200 schließen die entgegengesetzt liegenden Öffnungen 74, 88 im Gehäuse 60 ab. Die ersten und zweiten Dichtungen 170 und 200 besitzen erste Dichtoberflächen 186, 216, die mit dem Gehäuse 60 in Eingriff stehen, und zwar um die entsprechenden entgegengesetzt liegenden Öffnung 74, 88 herum, und ferner sind zweite Dichtoberflächen 178 und 208 vorgesehen, die mit entsprechenden Stummelteilen 40, 42 um die Stummelteile herum in Eingriff stehen.

Claims

Kugelverbindung (10) zur Verbindung zwischen relativ beweglichen ersten und zweiten Teilen (12, 14/16), wobei die Kugelverbindung (10) folgendes aufweist: einen Kugelstummel (20) mit einem mittigen Kugelteil (24) und einem Paar von Stummelteilen (40, 42), die sich in diametral entgegengesetzten Richtungen von dem mittigen Kugelteil (24) erstrecken, wobei die Stummelteile (40,42) und der mittige Kugelteil (24) einen zentralen oder Mitteldurchlaß (54) aufweisen zentriert auf einer Mittelachse (22) des Kugelstummels (20) und sich axial durch die Stummelteile (40, 42) und den mittigen Kugelteil (24) erstreckend; Befestigungsmittel (260), die sich durch den Mitteldurchlaß (54) erstrecken, um den Kugelstummel (20) an mindestens einem der ersten und zweiten Teile zu befestigen oder anzubringen; ein Gehäuse (60), welches den Mittelkugelteil (24) umschließt und entgegengesetzt liegende Öffnungen (74, 88) aufweist, durch die sich die entsprechenden Stummelteile erstrecken; erste und zweite im wesentlichen identische Lager (100, 130) für den Mittelkugelteil (24) zum Tragen des Mittelkugelteils (24) in dem Gehäuse (60) zur Bewegung relativ zum Gehäuse; und erste und zweite im wesentlichen identische Dichtungen (170, 200) zum Vorsehen von Dichtungen, die die entgegengesetzten Öffnungen (74, 88) im Gehäuse abschließen, wobei die ersten und zweiten Dichtungen (170, 200) erste radial äußere Dichtoberflächen (186, 216) in Eingriff mit dem Gehäuse (60) um die erwähnten entsprechenden entgegengesetzt liegenden Öffnungen (74, 88) herum und zweite radial innere Dichtoberflächen (178, 208) zum Eingriff mit den entsprechenden Stummelteilen um die Stummelteile herum aufweisen, wobei die erste und die zweite Dichtung (170, 200) jeweils einen Federring (182, 212) aufweist, der die zweite Dichtoberfläche gegen den Stummelteil vorspannt und in das Dichtmaterial der jeweiligen Dichtung eingeformt, vorzugsweise eingespritzt, ist, wobei die erste und zweite Dichtung (170, 200) jeweils einen Metallring (192, 222) aufweist, der von dem Dichtmaterial der jeweiligen Dichtung (170, 200) umgeben ist, wobei das Gehäuse (60) an den Öffnungen jeweils eine Schulteroberfläche besitzt, die an dem Dichtmaterial der jeweiligen Dichtung (170, 200) über dem Metallring (192, 222) liegend an einer axial äußeren Oberfläche der Dichtung anstößt und den Metallring (192, 222) axial zu dem jeweiligen Lager (100, 130) hin drückt bzw. vorspannt, wobei eine zusätzliche axiale Abdichtung vorgesehen wird, wobei eine axial innere Oberfläche der jeweiligen Dichtung (100, 130), die der mit der jeweiligen Schulteroberfläche in Kontakt stehenden, axial äußeren Oberfläche der jeweiligen Dichtung (100, 130) gegenüberliegt, direkt mit einem jeweiligen Lager in Kontakt steht und die Lager (100, 130) in Richtung zueinander drückt bzw. vorspannt.
Kugelverbindung (10) nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Lager (100, 130) einen eine Schmiermittelnut definierenden Teil aufweisen.
Kugelverbindung (10) nach Anspruch 2, wobei der Mittelkugelteil (24) eine Mittellinie (30) besitzt, die sich senkrecht zur Mittelachse (22) des Kugelstummels (20) erstreckt, wobei die ersten und zweiten Lager (100, 130) axial weisende Oberflächen aufweisen, und zwar beabstandet von der Mittellinie (30) des Mittelkugelteils (24), die teilweise ein Schmiermittelreservoir (122, 152) definieren.
Kugelverbindung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (60) an einem der ersten und zweiten Teile befestigt ist.
Kugelverbindung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Metallring (192, 222) der jeweiligen Dichtung (170, 200) einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt besitzt.
Kugelverbindung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Federring (182, 212) der jeweiligen Dichtung (170, 200) einen im wesentlichen S-förmigen Querschnitt besitzt.