DE2264236C3 - Kugelgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, insbesondere für die Lagerung von Federbeinen von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einer inneren Metall- oder Kunststoffkugel, einer darauf aufvulkanisierten kugeligen Gummischicht und einem umgebenden metallischen Gehäuse, bei dem die Gummischicht zwischen Innenkugel und Außengehäuse jede auslenkende Bewegung nur durch molekulare Verformung des Gummis aufnimmt, und wobei die Innenkugel auf beiden Seiten Gummischicht und Außengehäuse durchdringende, quer zur Hauptkraftrichtung verlaufende Befestigungsarme besitzt und das Gelenkgehäuse die Innenkugel und die Gummischicht umfaßt.

Es sind wartungsfreie Kugelgelenke zur Befestigung von Federbeinen, Stoßdämpfern und ähnlichen Kfz-Bauelementen bekannt, die in der Hauptkraftrichtung des Federbeines sehr steif sind, aber allseitig kardanisch ausgelenkt werden können, und bei denen die Bewegung lediglich durch Molekularverformung einer Gummischicht reibungs- und wartungsfrei erfolgen. Diese Systeme haben gegenüber Gleitgelenkcn den Vorteil, daß keine Reibung, kein Verschleiß und kein Losbrechmoment auftritt.

Bei allen derartigen bekannten Gelenken bedeckt die Gummischicht den größten Teil der inneren Kugeloberfläche; sie ist stets nur für einen Befestigungsbolzen oder zwei Befestigungsarme ausgespart. Ein Nachteil dieser Kugelgelenke ist, daß sie bei kardanischer Auslenkung ein großes Rückstellmoment ausüben, das eine Biegebeanspruchung des Federbeines zur Folge hat Diese ruft seitliche Anpreßkräfte des Federbeinkolbens an die Gleitfläche hervor, und es tritt Verschleiß, Undichtigkeit und schließiich Ausfall des Federbeines ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein nur durch Molekularverformung bewegliches und daher völlig wartungsfreies Kugelgelenk zu schaffen, das bei einfacher Herstellung in der Lage ist, in Belastungsrichtung sehr große Kräfte aufzunehmen und das in dieser Richtung eine hohe Federkonstante besitzt Es soll vor allem aber sehr kleine Rückstellmomente aufweisen, auch wenn große Auslenkwinkel auftreten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die innere Kugel einen im Äquatorialbereich quer zur Kraftrichtung (Federbeinrichtung) gürtelartig umlaufenden Wulst aufweist, der auf gegenüberliegenden Seiten in die zwei flach ausgebildeten Befestigungsarme ausläuft, und die kugelschalenförmige Gummischicht in zwei kappenartige Teile unterteilt ist, die beidseitig des Wulstes zwischen der inneren Kugel und den äußeren kugelschalenartigen Gehäuseteilen angeordnet und auf Druck vorgespannt sind.

Bei dieser Ausbildung der Innenkugel und des Gummikörpers wird das Rückstellmoment bei Auslenkungen des Kugelgelenkes erheblich verkleinert, ohne daß die Aufnahme radialer Kräfte, die im wesentlichen in Richtung des Befestigungsbolzens auftreten, beeinflußt wird. Der bei bekannten Gelenken die ganze Innenkugel umgebende Gummikörper liegt hier in zwei getrennten kartenförmigen Teilen nur an den Steilen des Gelenkes, die Kräfte in Richtung des Befestigungsbolzens aufnehmen müssen. Die breite, gürtelartig um

die Innenkugel laufende, von Gummi freie und daher keine Rückstellkräfte hervorrufende Zone beeinträchtigt die radiale Belastbarkeit des Kugelgelenkes in der Kraftrichtung (Federbeinrichtung) nicht, setzt aber das Rückstellmoment bei kardanischer Auslenkung bedeutend herab, so daß dieses um ca. 40% kleiner ist, als bei einem entsprechenden Kugelgelenk mit einem die ganze Innenkugel umgebenden Gummikörper. Die umlaufende Ringwulst an der metallischen Innenkugel verbessert die Dauerfestigkeit, da sich der Gummi bei Winkelauslenkungen gegen den vorspringenden Metallwulst abstützt

In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine der Außenschalen ein das Innenteil umgebendes, mit Aussparungen für die Befestigungsarme der Innenkugel versehenes glockenartiges Gehäuse bildet, das stirnseitig durch den anderen Außenschalenteil verschlossen ist, wobei das glockenartige Gehäuseteil an seinen zylindrischen Innenseiten den Gummi nicht berührt.

Die beschriebene Gehäuseausbildung wird durch die Unterteilung der Gummischicht in zwei kappenartige Teile ermöglicht. Das Gehäuse hat dadurch einen kleineren Durchmesser, als es bei einer um die ganze Innenkugel herumlaufenden Gummischicht der Fall wäre, und es nimmt weniger Einbauraum bzw. Durchmesser in Anspruch. Dies ist im Kfz-Bau allgemein wichtig und besonders wichtig bei Lenkern, die unter flachen Fahrzeugboden horizontal angeordnet sind.

Die Zeichnungen erläutern die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt

Fig. 1 Querschnitt und Außenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführung des Kugelgelenkes;

F i g. 2 Längsschnitt und Außenansicht zur F i g. 1;

F i g. 3 Querschnitt und Außenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung des Kugelgelenkes und F i g. 4 Längsschnitt und Außenansicht zu F i g. 3.

Nach den F i g. 1 und 2 ist ein Kugelkörper 47 mit aufvulkanisierten Gummischichten 18, 49 versehen, wobei an die Schicht 48 ein die Querdehnung des Gummis behindernder Metallring 50 gehaftet ist Das obere Gehäuseteil 51 ist glockenförmig ausgebildet und mit Durchbrüchen 52 versehen, durch die an den Kugelkörper 47 angesetzte radial verlaufende, flach ausgebildete Befestigungsarme 53 ragen. Zwischen den Gummischichten 48 und 49 sind gürtelartige Aussparungen 54 angebracht Die Innenkugel 47 ist mit einer im Äquatorialbereich quer zur Kraftrichtung (Federbeinrichtung) gürtelartig umlaufenden, auf gegenüberliegenden Seiten in zwei flache Befestigungsarme 53 auslaufenden Wulst 67 versehen. Das Verspannen des oberen Gehäuses 51 mit dem unteren Gehäuse 55 erfolgt durch einen Bördelrand 56.

In den F i g. 3 und 4 ist der Kugelkörper 47 wiederum mit radial verlaufenden Armen 53 versehen. Die aufvulkanisierten kalottenförmigen Gummischichten 57,58 sind hier durch einvulkanisierte Zwischenschalen 59, 60 unterteilt und ein besonders großer zulässiger

ίο Ausschlagwinkel wird dadurch erreicht daß das obere Gehäuseteil 61 und das untere Gehäuseteil 62 mit großen Durchbrüchen 63 versehen sind. An diese Gehäuseteile 61 und 62 angesetzte Flansche 64, 65 ermöglichen das Verspannen der Gehäuseteile gegeneinander mittels Schrauben 66.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kugelgelenk, insbesondere für die Lagerung von Federbeinen von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einer inneren Metall- oder Kunststoffkuge!, einer darauf aufvulkanisierten kugeligen Gummischicht und einem umgebenden metallischen Gehäuse, bei dem die Gummischicht zwischen Innenkugel und Außengehäuse jede auslenkende Bewegung nur durch molekulare Verformung des Gummis aufnimmt, und wobei die Innenkugel auf beiden Seiten Gummischicht und Außengehäuse durchdringende, quer zur Hauptkraftrichtung verlaufende Befestigungsarme trägt und das Gelenkgehäuse die Innenkugel und die Gummischicht umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kugel (47) einen im Äquatorialbereich quer zur Kraftrichtung (Federbeinrichtung) gürtelartig umlaufenden Wulst (67) aufweist, der auf gegenüberliegenden Seiten in die zwei flach ausgebildeten Befestigungsarme (53) ausläuft und die kugelschalenförmige Gummischicht in zwei kappenartige Teile (48, 49 und 57, 58) unterteilt ist, die beidseitig des Wulstes (67) zwischen der inneren Kugel (47) und den äußeren kugelschalenartigen Gehäuseteilen (51, 55 und 61, 62) angeordnet und auf Druck vorgespannt sind.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Außenschalen (51) ein das Innenteil umgebendes, mit Aussparungen für die Befestigungsarme (53) der Innenkugel (47) versehenes glockenartiges Gehäuse bildet, das stirnseitig durch den anderen Außenschalenteil (55) verschlossen ist, wobei das glockenartige Gehäuseteil (51) an seinen zylindrischen Innenseiten den Gummi nicht berührt.