DE2034667C2 - Kugelgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk an Spurstangen der Lenkgestänge in Kraftfahrzeugen, dessen Kugelkopf in einer aus elastischem Material bestehenden Lagerschale aufgenommen ist, die in den beiden Hauptbelastungsrichtungen unterschiedliche Elastizitäten aufweist.

In dem älteren Patent nach der DE-PS 21 21 381 ist schon ein Kugelgelenk zur Verbindung zwischen der Zahnstange und den Zugstangen bei einer Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen worden. LJm in dieser Zahnstangenlenkung die Gelenke bei einfachem Aufbau über lange Zeiträume und bei den verschiedensten Belastungen funktionssicher zu machen, wobei der auftretende Verschleiß selbsttätig ausgeglichen werden soll, werden in den Kugelgelenken geteilt ausgebildete Lagerschalen verwendet, wobei eine Lagerschalenhälfte aus einem dichten aber elastischen Kunststoffmaterial besteht, während die andere aus einem relativ harten Material bestehen soll. Diese verschiedenen Elastizitäten der Lagerschalen in den beiden Hauptbelastungsrichtungen sind vorgesehen, um die aus dem elastischen Kunststoffmaterial bestehende eine Lagerschalenhälfte mit einer Endwand vorspannen zu können und unter Ausnutzung dieser Vorspannung auftretenden Verschleiß selbsttätig ausgleichen zu können.

Bei Kraftfahrzeugen werden an den Spurstangen der Lenkgestänge elastisch gelagerte Kugelgelenke verwendet, weil dadurch die von den Kraftfahrzeugrädern in die Fahrwerksteile eingeleiteten Stöße und Geräusche gedämpft, d. h. nicht oder wenigstens nur teilweise in den Aufbau übertragen werden. Die Elastizität der Lagerschalen hat die Eigenschaft, daß sich der eingestellte Lenkwinkel durch die auf die Räder wirkenden Seitenkräfte verändert. Da die Seitenkräfte bei Kurvenfahrt beim kurveninneren Rad kleiner als beim kurvenäußeren Rad sind, sind die Lenkwinkelveränderungen unterschiedlich.

Aus der DE-AS 10 96 759 ist ein Kugelgelenk bekannt, bei dem die Lagereinsätze geteilt ausgebildet und zur Beeinflussung ihrer Elastizität mit Ausnehmungen versehen sind. Da die Lagerschalenhälften aus den gleichen Materialien bestehen und auch gleich ausgeformt sind, besitzen sie gleiche Elastizitäten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die Unterschiede zwischen den Lenkwinkeländerungen des kurvenäußeren und des kurveninneren Rades kompensiert

Als technische Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Elastizitäten in der Lagerschale eines gattungsgemäßen Kugelgelenks so verteilt sind, daß bei einer in Fahrtrichtung hinter einer Achse angeordneten Spurstange der jeweils auf Druck beanspruchte Teil der Lagerschale härter als der auf Zug beanspruchte Teil der Lagerschale ist, und daß bei einer in Fahrtrichtung vor einer Achse angeordneten Spurstange der jeweils auf Zug beanspruchte Teil der Lagerschale härter als der auf Druck beanspruchte Teil der Lagerschale ist.

Mit derart ausgebildeten Kugelgelenken ist es möglich, die Unterschiede zwischen den Lenkwinkeländerungen am kurveninneren und am kurvenäußeren Rad auszugleichen. Da die Lagerschalen weiterhin aus einem elastischen Material bestehen, werden die von den Rädern in die Fahrwerkteile eingeleiteten Stöße und Geräusche gedämpft. Da jedoch der stärker beanspruchte Teil der Lagerschale härter ausgebildet ist, kann dieser besser der auf ihn einwirkenden Kraft entgegenwirken. Die Lenkwinkel des kurveninneren und des kurvenäußeren Rades sind somit in ihren Veränderungen gleich. Dadurch wird eine Verbesserung der Lenkgeometrie erzielt.

Bei einem Kugelgelenk mit in einer Ebene, die quer zu den beiden Hauptbelastungsrichtungen und durch die Gelenkachse verläuft, geteilter Lagerschale bestehen in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die beiden L.agerschalenhälften aus Werkstoffen unterschiedlicher Elastizität. Die beiden Lagerschalenhälften können zu diesem Zweck entweder unterschiedlich geformt sein oder unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Durch eine derartige geteilte Lagerschale aus Werkstoffen unterschiedlicher Elastizität läßt sich auf einfache Weise der stärker beanspruchte Teil härter ausbilden. Dies ist möglich, da die Lagerschale nur in zwei Richtungen stark belastet wird.

Bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kugelgelenkes werden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Lenkanordnung bei einem Personenwagen mit hinter der Achse liegenden Spurstangen,

F i g. 2 eine andere Anordnung mit vor der Achse liegenden Spurstangen,

F i g. 3 ein Kugelgelenk mit geteilten Lagerschalen,

F i g. 4 ein Kugelgelenk ähnlich F i g. 3 und

Fig.5 eine Lagerschale im Schnitt und in der Draufsicht.

Gemäß F i g. 1 ist eine dreiteilige Spurstange 1,2,3 in Fahrtrichtung (Pfeil) hinter der Achse angeordnet. Das bedeutet, daß bei einer Rechtskurve die linke Spurstange 1 auf Druck und die rechte Spurstange 3 auf Zug belastet wird, wobei die Druckkraft aus dem linken Rad größer als die Zugkraft aus dem rechten, kurveninneren Rad ist. Bei einer Linkskurve dagegen ist das rechte

Vorderrad als kurvenäußeres Rad stärker belastet und zwar auf Druck, als das linke, kurveninnere Vorderrad, welches weniger zugbelastet ist.

Wenn nun jedes Kugelgelenk in den .Hauptbelastungsrichtungen unterschiedliche Elastizitäten aufweisi, so sind diese Elastitzitäten im vorliegenden Fall so verteilt, daß die Lagerschale des Kugelgelenks auf der der jeweiligen Spurstange zugekehrten Seite härter als auf derjenigen Seite ist, welche von der Spurstange abgekehrt ist.

Gemäß F i g. 2 ist eine dreiteilige Spurstange 4,5,6 in Fahrtrichtung (Pfeil) vor der Achse angeordnet Das bedeutet, daß bei einer Rechtskurve die linke Spurstange 4 auf Zug und die rechte Spurstange 6 auf Druck belastet wird, wobei die Zugkräfte aus dem linken kurvenäußeren Rad größer als die Druckkräfte aus dem rechten kurveninneren Rad sind. Bei einer Linkskurve dagegen ist die rechte Spurstange 6 auf Zug belastet, wobei diese Zugkraft größer ist als die die linke Spurstange 4 belastende Druckkraft In diesem Fall müßten die den Spurstangen zugekehrten Teile der Lagerschalen weicher ausgebildet sein, als die von den Spurstangen abgekehrten Teile.

In den Fig.3 bis 5 ist dargestellt, auf welche Weise die unterschiedlichen Elastizitäten der Kugelgelenke in den beiden Hauptbelastungsrichtungen erzielt werden können. Das Kugelgelenk gemäß Fig.3 besteht aus einem Gehäuse 7, einem Kugelkopf 8 und aus Lagerschalen 9,10,11 und 12. Die linken Lagerschalen 9,11 sind aus einem Werkstoff anderer Elastizität als die rechten Lagerschalen 10,12 hergestellt Selbstverständlich können die Lagerschalen 9 und 10 als auch die Lagerschalen 10 und 12 einteilig sein.

Gemäß Fig.4 wird die unterschiedliche Elastizhät dadurch erreicht daß die Lagerschalen zwar aus gleichem Werkstoff bestehen, jedoch unterschiedliche Form besitzen. So besitzt im vorliegenden Fall die linke Lagerschalenhälfte 13 Ausnehmungen 14, um eine Formelastizität zu schaffen. Ähnliche Wirkungen lassen sich erzielen, wenn eine Lagerschalenhälfte eine größere Wandstärke besitzt als die andere Lagerschalenhälfte.

Nach Fig.5 wird eine Formelastizität einer Lagerschalenhälfte durch entsprechende Ausnehmungen oder durch Hohlräume 15 erzielt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentanspriiche:

1. Kugelgelenk an Spurstangen der Lenkgestänge in Kraftfahrzeugen, dessen Kugelkopf in einer aus elastischem Material bestehenden Lagerschale aufgenommen ist, die in den beiden Hauptbelastungsrichtungen unterschiedliche Elastizitäten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizitäten in der Lagerschale so verteilt sind, daß bei einer in Fahrtrichtung hinter einer Achse angeordneten Spurstange der jeweils auf Druck beanspruchte Teil der Lagerschale härter als der auf Zug beanspruchte Tei! der Lagerschale ist, und daß bei einer in Fahrtrichtung vor einer Achse angeordneten Spurstange der jeweils auf Zug beanspruchte Teil der Lagerschale härter als der auf Druck beanspruchte Teil der Lagerschale ist

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1 mit in einer Ebene, die quer zu den beiden Hauptbelastungsrichtungen und durch die Gelenkachse verläuft, geteilter Lagerschale, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerschalenhälften aus Werkstoffen unterschiedlicher Elastizität bestehen.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerschalenhälften unterschiedlich geformt sind.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerschalenhälften unterschiedliche Wandstärken aufweisen.

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